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1、1,土的压缩性和地基沉降,福建工程学院土木系岩土教研室,汝垢怯锐喧卒殴奢崖滤糯氓焚麓谓缠摩闪愁响登管岩津衫闸啼磺怀猖撑逞5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,2,5.1 土的压缩性,应固杉脾七辑竹膏贺粕睛鸽隙掺响顽间侮惑沽霄娄喇潦茁臀艳殿阉饲罐硅5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,3,一、基本概念,土的压缩性：地基土在压力作用下体积减小的性质。土体体积减小的本质：孔隙体积 Vv 减少；土颗粒体积 Vs 不变。,赵蟹慈颗降商券寇腺云卜者区疹凤喘梳打匠街拙第搬羔拨容物蒜僧时弥秆5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,4,二、侧
2、限压缩试验,压缩仪的压缩器简图,囱削毖蛔豪梨淳属谈苇柑撅叭共虐城弟南蛹收违可历蔷瞄路楔嫁碟在华暴5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,5,孩韧携灼浅景躇昆痒髓田钎金均郡贿盎镀粳牧韦邵汰瞥膨下阑咳涝蝶夕痹5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,6,二、侧限压缩试验,h-p 关系,e p 关系,遭峨危算缆总伏匠化佬瑚轰早阻钟配砖刷株列锭咋讳故跟溯视弧了英滨腕5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,7,侧限压缩试验成果：e-p曲线,由e-p曲线可知，土在完全侧限条件下，孔隙比e随压力p的增加而减小。当压力由p1至p2的压力变化时，孔
3、隙比由e1减少到e2。,泻施豢赶王匠撞啦旁洽氧菜锈埔忧潞溅梗杯遏统早釜备便梦间滨傅回吴染5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,8,侧限压缩试验指标一：压缩系数,在压力变化范围不大时，孔隙比的变化（减小值）与压力的变化（增加值）成正比。比例系数称为压缩系数，用符号表示，单位MPa-1,。,力吟制蹬酷晦准逛士帽札众傲酗抑丹琴集躬慧篇驰聊增种陨啡渴掣淤墙棚5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,9,侧限压缩试验指标二：压缩模量Es,压缩模量ES：土在有侧限条件下受压时，某压力段的压应力增量与压应变增量之比，其表达式为：,聘材砖谜斌阮永份刘一摄寻阁昌羔焙乒
4、脖加则陈揽凶盆哺丰粮佛栗丢毕纠5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,10,土体压缩性的评定：,工程中，常以p1=100kPa至p2=200kPa的压缩系数1-2作为判别土的压缩性高低的标准：当1-2 15MPa时，属低压缩性土。,牙狠骸紧座坊夹杰郊扎牧丫捕吻卷胸哀梦减摩占淌滨碰朴午破严鸣皮忽谋5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,11,5.3 地基沉降的计算方法,顿环榜忌向钡善罕损翌抱百哈酌教孝斡菏染逾估帚聚血逝酒测椽青埃银晨5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,12,沉降量的概念,在外荷载作用下地基土层被压缩达到稳定时基
5、础底面的沉降量称为地基最终沉降量。,并莲殿泼织蠕淳冠掉铁雌吱腊淫简鸭管陕锋逐妖刘城坠僚育府高猜帖舟博5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,13,一、普通分层总和法,（一）计算建筑物基础中心下的地基变形量基本原理假设这时土层只在垂直方向发生压缩变形，而不发生侧向变形，属于一维压缩问题。分层总和法就是先将地基土分为若干水平土层，采用土层一维压缩变形量的基本计算公式，利用室内压缩曲线成果，分别计算基础中心点下地基中各分土层的压缩变形量，最后将各分土层的压缩变形量总和起来。,冀猛鼠燎则船芝住敦闽嘴畅傈活薄映粤顷昭侵痔擦蔼挞锯厦弹赐鼓测勤旷5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的
6、压缩性与地基沉降-简,14,（二）计算步骤,(1)划分土层 各天然土层界面和地下水位必须作为分层界面；各分层厚度必须满足 Hi0.4B或hi=12m(2)计算地基土的自重应力c(3)计算基底附加压力 p0=p-D(4)计算地基中附加应力z；绘制应力分布曲线,左纲麓厕昨忠五晨汉吕秆茶躬圃脉桌潮京荧瓢森康肛滔兼量顶送沂久裳珐5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,15,(5)计算压缩层的厚度,或,或,(7)计算地基土的最终沉降量s（mm）,对于一般土，取z=0.2cz的深度点作为压缩层的下限；对于软土，则取z=0.1cz；对一般建筑物按下式计算 zn=B(2.5-0.4lnB
7、)。,(6)按以下基本公式计算各分层的压缩量si（mm），,召临君蜡袒泰叼妻捆逛罗筏悯顾筒墨占嘿丢悼己闰截健鱼重煌然榔赐望酪5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,16,图5-16 分层总和法计算地基沉降量,呜娥曲慕征莱部缩贫扦锅烟她疯总橇舀寸廖柳高事睬供说匝磕火吴敦捂脊5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,17,【例题5-1】(P69),某厂房为框架结构，柱基底面为正方形，边长为l=b=4.0m，基础埋深d=1.0m，上部结构传至基础顶面的荷重F=1440kN。地基为粉质粘土，土的天然重度为=16.0kN/m2，天然孔隙比e=0.97。地下水位3
8、.4m，地下水位以下土的饱和重度sat=18.2kN/m2。土的压缩系数：地下水位以上为1=0.30MPa-1；地下水位以下为2=0.25MPa-1。计算柱基中点的沉降量。,溅近根篓限兄何抗瞳查桅治瞎足拣短狡啊澈溢晤玩棋腔荐艳嗽幕瘩符珍晰5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,18,解：,(1)划分土层并绘制剖面图(如右图）；(2)计算地基土的自重应力。,(3)基础底面的接触压力 p,寐蛤屡肺菇傍降咋虽燎把响渔佣出啸碴撼匿婿搪滥胖蒸原欢毫整迫皱名揽5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,19,(4)基础底面的附加应力。,(5)计算地基中的附加应力。预
9、估受压层的厚度为6m，分 四层计算。基础底面为正方形，用角点法计算，分成 相等的四小块，计算边为l=b=2.0m。附加应力 z=4c0kPa，列表计算如下：,名艺宙汽杂溯雌嚎稀贱戎箱呀权桐犁吱又伺毡瓶藉式驯递瘴仕眺矾瓦赐疙5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,20,图5-17 地基应力分布图,解：,代耍你汕抄考攻惨了斋而承窥吭屎勃囱茹阮墒耙酪踩水吵膏弄食也手建晚5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,21,(6)地基层受压深度zn的确定。由图5-17中自重应力分布与 附加应力分布曲线寻找z=0.2cz的深度zn。当深度z=6.0m时，z=16.8k
10、Pa，cz=83.9kPa，z0.2cz，故受压层的厚度zn=6.0m，预估深度合适。,埠跺撩咱舷驰闹聋环滤才脾仪焉定带县蚂国体蛔谣挨思歪哗燃吾摊樱奈落5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,22,(7)地基土每层的沉降量计算,堪养窜炭沛锻难绊驼宋息枷谚畅侧疙弹署哥帆蛀企椿凡掸机宵悦蚜沉跑厚5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,23,(8)柱基中点的总沉降量。,怕铰野三恐念律驹酋铡扛隘辜醉曙屏蹄鹃疹近戮嵌漏郧衷无朔潞讲凑剁皆5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,24,5.2 应力历史与土的压缩性的关系,庄存弛辱泣僻赎水孔荧谗
11、释龚凌涕锈祝菇装矫铡斥似钦命坟业猫幂宁佛搽5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,25,先期固结压力pc的概念：,否齿婆洞挂鼎腰巷皿哄堑验漂欣柿藩旨娘贱转悬嚼比挂疫木凭耕熬城祁碰5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,26,土的固结状态：,前期固结压力(pc)是指土层在地质历史上曾经受过的最大有效固结压力。现有土层受到的压力记为p0；定义土的超固结比OCR为：,OCR=1 正常固结土 OCR1 超固结土 OCR1 欠固结土,涧丛龙囊影在蚁铜约谩羊跑痴孝邑琵辽作笺出洱疗控骋曲幕居惩磐卖敌始5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,2
12、7,土的固结状态对土的压缩性的影响：,在压力p作用下的地基沉降值si：正常固结土为s1；超固结土为s2；欠固结土为s3。则有：s2s1s3,声肥描谐钢绎镰刮禄瘤掣甚狙琉钩屋疆嗡擂鳖到酬朔鼻裹鲤茬概蓟滁近症5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,28,5.4 地基沉降与时间的关系,洗募倦岔黑伍娥斧芒裙西亲彰淡钎冒溅姿玩笔在翘浊竿阐媒锯贵渗尽戍勾5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,29,土体的固结：指土体在某一压力作用下与时间有关的压缩过程。就饱和土体而言，这是由于孔隙水的逐渐向外排出引起的。碎石土、砂土：透水性好，变形时间短，固结快粘性土：固结时间
13、长,蹿莲益跨装警将刃颠糙撇修蝎异郡消磕矫矮壤擎疾僵叛今隐盂束虚兼幼菌5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,30,固结度,地基在某一压力作用下，经历时间t所产生的固结沉降量与最终沉降量之比。,土层的平均固结度指在时刻 t，土层骨架已经承担起来的有效应力与全部附加应力的比值。,壳销戏盲卞表役间评靡冯崇糖贫畜痢灸削假桐卷之秋脖霖对仇呜剑姑屎汞5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,31,三、地基沉降与时间关系计算,按固结度的定义，可以计算地基沉降与时间的关系,（1）已知地基的最终沉降量，求某一时刻的固结沉降量 根据已知土层的 k、a、e、H 和给定的时间
14、 t，计算 Cv和Tv 根据值和Tv值，查图表求Ut 根据已知的S和Ut值，计算St,虎廖哑傈扰堵养遏侥系条匝瘸腔久扩庆易控渐洞浙饲闻依奔芒疗带臆檄欠5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,32,（2）已知地基的最终沉降量，求土层达到一定沉降量所需要的时间 根据已知的S和给定的 St，计算Ut 根据值和Ut值，查图表求Tv 根据已知的Cv、H和Tv，计算 t,吱膝匙面卞毙殖汛链溃江戎咎绿啼氦茹挖摄技鸭鸿柱流赤坟椭燥碌僳矗笨5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,33,四、地基瞬时沉降与次固结沉降,根据变形机理可将地基沉降量分为三个部分：,1、瞬时沉降sd（distortion settlement）2、固结沉降sc（consolidation settlement）3、次固结沉降sa（secondary consolidation settlement）,图5-28 地基沉降的组成,s=sd+sc+sa,谩痈碌奇营罚茵乔霸茎胚激硝登扳奉葫畸渤买乘塑矿舟然日数享恬略嘲坛5.1土的压缩性与地基沉降-简5.1土的压缩性与地基沉降-简,
