土中应力与地基变形计算—地基变形计算（基础工程）.pptx

1.分层总和法

2.规范法

概述

计算地基最终沉降量的目的：预知该工程建成后，将产生的沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜。判断地基变形是否超出允许范围，以便在建筑物设计时，为采取相应的工程措施提供科学依据，保证建筑物安全

计算地基最终沉降量的计算方法：分层总和法、规范法、弹性力学公式法、应力路径法等。

地基最终沉降量是指地基在建筑物荷载作用下最后的稳定沉降量。它是建筑物基础设计的重要内容。

1.分层总和法

计算原理：在地基沉降计算深度范围内将地基土划分为若干分层，计算各层土的压缩量，然后求其总和。

ΔS1

dS

ΔS2

ΔS3

ΔS4

ΔS8

最终沉降量：

1.分层总和法

(1)将基底下地基土划分为若干

薄层，每分层厚度hi≤0.4b

和附加应力z并画应力分布图

(3)确定计算深度zn

(2)求每分层界面处自重应力σsz

(5)分别计算每层沉降量Si

(6)将各层沉降量叠加Si

(4)分别计算每层自重应力和附加应力平均值

并在压缩曲线上查得初始孔隙比和压缩稳定后的孔隙比

2.规范法

《规范》法的要点：

(1)引入平均附加应力系数的概念

(2)引入一个沉降计算经验系数ψs，使计算结果更接近实际。

则修正后的地基沉降量为：

ΔS1

dS

ΔS2

ΔS3

ΔS4

ΔS8

由于分层总和法理论上不够完备，缺乏统一理论，是一个半经验性方法。

沉降计算经验系数

3.总结

地基最终沉降量计算的方法概述。

1.沉降观测

2.地基容许变形值

1、沉降观测

（1）验证工程设计与沉降计算的正确性；

（2）判别建筑物施工的质量；

（3）发生事故后作为分析事故原因和加固处理依据。

（4）沉降观测可以判断现行的各种沉降计算方法的正确性

能够及时发现建筑物变形并防止有害变形的扩大。

（1）埋设地点要靠近观测对象，但必须在建筑物所产生的压力影响范围以外。

（2）在一个观测区内，水准基点≥3个，埋置深度应与建筑物基础的埋深相应。

1.目的：

2.必要性：

3.水准基点的设置：

1、沉降观测

（1）根据建筑物的平面形状，结构特点和工程地质条件考虑布置观测点。

（2）一般设置在四周角点、转角处、纵横墙中点、沉降缝和新老建筑物连接处

（3）数量一般不小于6点，间距一般为6～12m。

4.观测点的设置

沉降观测采用精密水准仪，观测精度为0.01㎜。

民用建筑每增高一层观测一次；工业建筑在不同荷载阶段分别进行观测，施工期间不应少于4次；竣工后第一年不少于3～5次；第二年不少于2次；以后每年一次，直到稳定。（稳定标准为半年沉降量不超过2㎜）

5.仪器与精度：

6.观测次数和时间：

2、地基容许变形值

建筑物地基变形的特征，可分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜4种。

1）沉降量(mm)

定义:特指基础中心的沉降差，以mm为单位；

作用:若沉降量过大，势必影响建筑物的正常使用。

（一）地基变形分类

2）沉降差(mm)

定义:指同一建筑物中相邻两个基础沉降的差值；

作用:若沉降差过大，建筑物将发生裂缝、倾斜和破坏。

2、地基容许变形值

3）倾斜（‰）

定义:指独立基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值，以‰表示。

作用:若建筑物倾斜过大，将影响正常使用，遇台风或强烈地震时危及建筑物整体稳定，甚至倾覆。

4）局部倾斜（‰）

定义:指砖石砌体承重结构，沿纵向6m~10m内基础两点的沉降差与其距离的比值，以‰表示。

作用:若建筑物局部倾斜过大，往往使砖石砌体承受弯矩而拉裂。

（一）地基容许变形值

总结

建筑物沉降观测的目的、水准点及观测点的布置、仪器与精度、观测次数和时间、地基变形形式及容许值。

1.压缩性

2.压缩指标

1、压缩性

土压缩的原因

固体土颗粒本身被压缩

土空隙中水及封闭气体被压缩

水和气体从孔隙中被挤出

土体在压力作用下体积减小的特性称为土的压缩性

2、压缩指标

压缩系数：

一般取压缩曲线上M1M2两点切线的斜率值，称为土的压缩系数。

实际工程中，往往用割线斜率表示

土的类别

a1-2(MPa-1)

高压缩性土

≥0.5

中压缩性土

0.1～0.5

低压缩性土

0.1

p1

p2

e1

e2

M1

M2

e0

△p

△e

β

《规范》用p1＝100kPa、p2＝200kPa对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性

根据压密定律：在竖向压力变化不大的范围内，孔隙比的变化量与压力之间的变化量，二者之间的关系近似用一条直线来代替。

2、压缩指标

压缩模量Es：土在完全侧限条件下竖向应力与相应的应变增量的比值。

侧限压缩模量单位：Mpa，Kpa

e1-相当于压力p1的孔隙比：

a-相当于压力p1增加至p2时的压缩系数

土的类别

E