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1、本章要求:,第四章 土的变形性质及地基沉降计算,1、了解土的压缩特性。,2、地基最终沉降量计算的基本方法。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,沉降：平均沉降，控制绝对值，正常使用倾斜：高耸建筑物、高层建筑物沉降差：相邻柱基础框架与排架局部倾斜：承重的墙条形基础,不均匀沉降,变形与沉降种类：,第三章土的变形性质及地基沉降计算,应力作用：附加应力土的压缩性：压缩指标,变形与沉降原因：,第三章土的变形性质及地基沉降计算,第一节 土的压缩性,1、定义：地基土在外力作用下体积减少的特性。2、体积减少的原因：土中水和气体的排出（主要原因）；土颗粒的压缩；土中水和气体的压缩。3、压缩变形的快慢土中水的渗透速
2、度。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,4、土体在外力作用下，压缩随时间增长的过程，称为土的固结。,一、基本概念,二、压缩试验及压缩性指标（一）压缩试验,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、压缩试验及压缩性指标（一）压缩试验侧限压缩试验根据每级荷载 p(p600kPa)下的稳定变形量，可算出相应压力下的孔隙比。绘出pe曲线，即压缩曲线。假定土粒是不可压缩的，压缩试验前后的土粒体积不变：,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、压缩试验及压缩性指标（续）（二）压缩系数a和压缩指数Cc1、压缩系数ape曲线上某点的切线斜率，通常用p 1-2的割线斜率来表示压缩系数a 1-2。,实际工程中土的压力变
3、化范围常为p 1=100kPa（对应土的自重应力），p 2=200kPa（对应土的自重应力与附加应力和）。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,4.3,一、压缩试验及压缩性指标（续）（二）压缩系数a和压缩指数Cc1、压缩系数a,切线斜率表示,割线斜率表示,地基规范表示,第三章土的变形性质及地基沉降计算,4.4,地基土按压缩性分类,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、压缩试验及压缩性指标（续）（二）压缩系数a和压缩指数Cc2、压缩指数Cc,elog p曲线的后半段接近直线，直线的斜率称为压缩指数Cc。,用于土层固结历史对沉降的影响,第三章土的变形性质及地基沉降计算,4.5,一、压缩试验及压缩性指
4、标（续）（三）压缩模量Es,1、定义：Es指在完全侧限条件下，土竖向附加应力与应变增量的比值。2、与弹性模量的区别：a土在压缩时，不能侧向变形，只能竖向变形；b有部分塑性变形。3、物理意义：表示土压缩性高低的指标之一。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、压缩试验及压缩性指标（续）（三）压缩模量Es,第三章土的变形性质及地基沉降计算,4.7,（侧限）压缩模量Es,第三章土的变形性质及地基沉降计算,二、静载荷试验（加荷装置、反力装置及观察装置）,第三章土的变形性质及地基沉降计算,4.9,p,S,整体破坏,局部剪切破坏,冲剪破坏,二、静载荷试验（荷载沉降试验曲线）,第三章土的变形性质及地基沉降计
5、算,二、静载荷试验（ps曲线）,整体破坏,第三章土的变形性质及地基沉降计算,4.10,二、静载荷试验（续）目的：在现场进行静载荷试验，测出压力 p与沉降 s 的关系曲线，通过反算可求得土的变形模量 E0 和地基的承载力 fk。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、分层总和法 1、定义：将地基在变形计算深度范围内划分为若干薄层，计算每一薄层土的变形量，然后叠加，即得地基的最终沉降量。2、计算变形量时的假定：a、采用完全侧限条件下的压缩性指标计算；b、采用基底中心点下的附加应力计算。,第二节 地基的最终沉降量,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、分层总和法,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一
6、、分层总和法（续）最终沉降量为：,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、分层总和法（续）分层总和法计算步骤：p54,1、分层：土层或水位变化分界处，hi=0.4b；,2、绘曲线：基底中心点下自重应力和附加应力曲线；,3、求沉降计算深度；,4、求各分层土的平均自重应力和平均附加应力；,5、由ep曲线查出各层对应的孔隙比；（或Es）,6、求各分层的沉降量；,7、求总的沉降量；,第三章土的变形性质及地基沉降计算,二、地基规范法,第三章土的变形性质及地基沉降计算,二、地基规范法（续）注意：1、从分层总和法导出的简化方法；2、对同一天然土层采用单一的压缩性指标，并采用平均附加应力系数以简化计算；3、结果
7、要修正-沉降计算经验系数,4、计算结果与实测值比较时，对于较紧密的地基土偏大，较软弱的地基土侧偏小。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,二、地基规范法（续）计算深度：p601、试算确定（3-25）先根据经验初步设定一个计算深度值，求得第 i 层土的计算沉降值；求根据基底宽度确定的土层厚度的计算沉降值；比较。2、公式确定（3-26）满足：无相邻基础的影响，基础宽度在150m内，基础中点的地基沉降时。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,第三节 地基变形与时间表的关系,为什么要知道变形与时间的关系？1、对砂土地基，施工完毕时其变形已经基本完成；对高压缩性的饱和粘性土，施工完毕时的变形量仅为总变形量的
8、5%20%。2、要求解任一时间完成的变形量。3、研究对象为饱和粘土。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、土的渗透性 1、渗透：地基中的水，在有水头差（或压力差）时，将通过土的孔隙流动。2、渗透速度：单位时间内流过土体单位截面积的水量。不是地下水的实际流速。mm/s。3、达西定律：,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、土的渗透性（续）,第三章土的变形性质及地基沉降计算,二、附加应力的分担作用1、渗透固结（固结）：饱和土体在附加应力作用下，排出孔隙中水并产生压缩变形的过程。即孔隙水压力逐渐消散而有效应力相应增长的过程。2、孔隙水压力（超静水压力）：孔隙中水在附加应力作用下受到的相应压力。U3
9、、有效应力：在固结过程中，土颗粒骨架所受到的附加应力。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,二、附加应力的分担作用（续）,第三章土的变形性质及地基沉降计算,三、单向固结理论（也称太沙基一维固结理论）,1、假定：土是均质、各向同性和完全饱和的；土粒和孔隙水是不可压缩的；土的压缩和孔隙水的渗透只沿竖向发生；土中水的运动服从达西定律；土在固结过程中的渗透系数和压缩系数不变；荷载是一次性骤然施加的。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,第三章土的变形性质及地基沉降计算,第三章土的变形性质及地基沉降计算,三、单向固结理论（也称太沙基一维固结理论）,第三章土的变形性质及地基沉降计算,第四节 建筑物的地基变形容许值,沉降量：指基础中心点的沉降量；沉降差：指相邻单独基础沉降量之差值；倾 斜：高耸建筑物、高层建筑物；局部倾斜：承重的墙下条形基础610m。,不均匀沉降,地基变形容许值按其变形特征分为：,第三章土的变形性质及地基沉降计算,第四节 建筑物的地基变形容许值,第三章土的变形性质及地基沉降计算,建筑物的地基变形容许值,第三章土的变形性质及地基沉降计算,
