土力学与地基基础(第四章土的压缩与地基沉降量计算)课件.pptx

1、4.1 4.1 土的压缩土的压缩4.2 4.2 地基沉降量计算地基沉降量计算 第四章 土的压缩与地基沉降量计算编辑ppt工程实例问题：沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。左侧建筑物于1969年加固。墨西哥某宫殿左部：1709年；右部：1622年；地基：20多米厚的粘土编辑pptKiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触编辑ppt基坑开挖，引起阳台裂缝编辑ppt修建新建筑物：引起原有建筑物开裂编辑ppt高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除编辑ppt建筑物立面高差过大编辑ppt建筑物过长：长高比7.6:1编辑ppt土具有压缩性荷载作用地基发生沉降荷载大小土的压缩特性地基厚度一致沉降

2、（沉降量）差异沉降（沉降差）建筑物上部结构产生附加应力影响结构物的安全和正常使用概述土的特点（碎散、三相）沉降具有时间效应沉降速率编辑ppt 4.1 土的压缩侧限压缩试验及其应力应变关系水槽内环环刀透水石试样传压板百分表施加荷载，静置至变形稳定逐级加大荷载测定：轴向应力轴向变形Pt1p2pSt1e2e0e3e1s2s3se试验结果：编辑ppt压缩曲线e-曲线a(kP)01002003004000.60.70.80.91.0ePt1p2pSt1e2e0e3e1s2s3sei00i0ee(1e)S/H编辑ppte-曲线ea e a(kP)01002003004000.60.70.80.91.0e压

3、缩系数，KPa-1a1-2常用作比较土的压缩性大小土的类别土的类别a1-2(MPa-1)高压缩性土高压缩性土0.5中压缩性土中压缩性土0.1-0.5低压缩性土低压缩性土0.1编辑ppte-曲线e a(kP)01002003004000.60.70.80.91.0eea 压缩系数，KPa-1，MPa-1e 1e0szE 侧限压缩模量，KPa，MPa固体颗粒孔隙z0e1e 0s1eEa vs01amE1e 体积压缩系数，KPa-1，MPa-1编辑ppt单向压缩试验的各种参数的关系指标指标指标指标amvEsa1mv(1+e0)(1+e0)/Esmva/(1+e0)11/EsEs(1+e0)/a1/m

4、v1e-曲线编辑ppte-lg曲线a(kP,lg)10010000.60.70.80.9eceC(lg)Cc11Ce压缩指数Ce回弹指数（再压缩指数）Ce s：超固结土：超固结土 p1OCR1：超固结超固结OCR1OCR1：欠固结欠固结相同相同s s 时，一般时，一般OCROCR越大，越大，土越密实，压缩性越小土越密实，压缩性越小超固结比：超固结比：编辑ppt上海展览中心馆：上海展览中心馆：展览馆中央大厅为框架结构，箱形基础，埋深7.27m；箱基顶面至塔尖，总高96.63m。地基为高高压缩性淤泥质土压缩性淤泥质土。1954年年5月开工；月开工；1954年年底地基平均下沉量年年底地基平均下沉量为

5、为60cm；1957年年6月，最大下沉量月，最大下沉量146.55cm，最小最小122.8cm；1979年年9月，平均下沉量月，平均下沉量160cm。编辑ppt最终沉降量最终沉降量S：St St t时地基最终沉降稳定以后的时地基最终沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑沉降过程。最大沉降量，不考虑沉降过程。不可压缩层不可压缩层可压缩层可压缩层z=pp 4.2 地基沉降量计算编辑ppt基本假设：基本假设：（1）地基是均质、各向同性的线弹性体；）地基是均质、各向同性的线弹性体；（2）基础整个底面与地基一直保持接触。）基础整个底面与地基一直保持接触。1、集中荷载作用下地表沉降：、集中荷载作用下地表沉降：r

6、EFyxws02)1()0,(2、绝对柔性基础沉降绝对柔性基础沉降：AyxddpEyxws22002)()(),(1)0,(编辑ppt 均布矩形荷载：均布矩形荷载：0021bpEsc 角点：角点：00201bpEs 中心点：中心点：0021bpEsm 平均值：平均值：角点沉降影响角点沉降影响系数系数中心沉降影响中心沉降影响系数系数平均沉降影响平均沉降影响系数系数编辑ppt 地基沉降的弹性力学公式的一般形式：地基沉降的弹性力学公式的一般形式：0021bpEs 沉降影响系数沉降影响系数3、刚性基础：、刚性基础：AFddp ),(0 中心荷载作用下：中心荷载作用下：0021bpEs 编辑ppt 偏心

7、荷载作用下：偏心荷载作用下：0021bpEs o 基底形心处的沉降（平均沉降）：基底形心处的沉降（平均沉降）：o 基底倾斜弹性力学公式：基底倾斜弹性力学公式：圆形荷载：圆形荷载：30216tanbFeE 矩形荷载：矩形荷载：E0，取值方法：取值方法：1、土质均匀，直接取值；、土质均匀，直接取值；2、成层土地基，应取地、成层土地基，应取地基沉降计算深度范围内基沉降计算深度范围内E0和和的加权平均值；的加权平均值；3、反算；、反算；4、计算短暂荷载作用下、计算短暂荷载作用下的沉降与倾斜，用弹性模的沉降与倾斜，用弹性模量量E代替代替E0，取取0.5。30218tanbFeEK 编辑ppt1、基本假设

8、、基本假设 （1）计算土中附加应力时，地基土是均质、各向同性的半无限体。）计算土中附加应力时，地基土是均质、各向同性的半无限体。（2）取基底中心点下的附加应力来计算各分层土的竖向压缩量）取基底中心点下的附加应力来计算各分层土的竖向压缩量，认为基础的认为基础的平均沉降量平均沉降量s为各分层土竖向压缩量为各分层土竖向压缩量si之和。之和。即：即：iniss 1 （3）计算）计算si，假设地基土只在竖向发生压缩变形，无侧向变形，故可利用假设地基土只在竖向发生压缩变形，无侧向变形，故可利用室内侧限压缩试验成果进行计算。室内侧限压缩试验成果进行计算。编辑ppt2、计算原理、计算原理 niiSizinii

9、iiiiniiiiiinihEhppeaheeess1112111211)(11 iiiiiheees1211 1221ppeea aeES11 编辑ppt3、计算步骤、计算步骤 （1）分层。分层原则：）分层。分层原则：成层土的层面、地下水面是自然的分界面；成层土的层面、地下水面是自然的分界面；厚度厚度hi0.4 b（b为基底宽度）。为基底宽度）。（2）计算基底中心点下各分层界面处土的自重应力计算基底中心点下各分层界面处土的自重应力czi和竖向附加应和竖向附加应力力zi。土的自重应力以天然地面起算，地下水位以下的土层一般取有。土的自重应力以天然地面起算，地下水位以下的土层一般取有效重度。效重度

10、。（3）确定地基沉降计算深度）确定地基沉降计算深度zn（或压缩层厚度）。一般按或压缩层厚度）。一般按zn/czn 0.2（对软土（对软土0.1）确定。）确定。（4）计算各分层土的平均自重应力）计算各分层土的平均自重应力 和平均附加应力和平均附加应力 。（5）令）令p1i ，p2i ，根据根据ep曲线得相应的曲线得相应的e1i和和e2i。（6）计算各分层土的压缩量）计算各分层土的压缩量si。（7）计算沉降计算深度范围内地基的总变形量，即最终沉降量。）计算沉降计算深度范围内地基的总变形量，即最终沉降量。czi zi czi czi zi 编辑ppt编辑ppt编辑ppt解：解：niiiiiniihe

11、eess112111e-p曲线0pz iiee21,zicziicziipp 21iniiczh 1 为z/b和l/b的函数cAGFp 0ih（分层）2/)(2/)()1()1(ziizzicziiczczi 编辑ppt（1）地基分层）地基分层（2）地基竖向自重应力的计算）地基竖向自重应力的计算（3）地基竖向附加应力的计算）地基竖向附加应力的计算（4）地基分层自重应力平均值和附加应力平均值的计算）地基分层自重应力平均值和附加应力平均值的计算（5）地基沉降计算深度的确定）地基沉降计算深度的确定（6）地基各分层沉降量的确定）地基各分层沉降量的确定（7）计算基础中点总沉降量）计算基础中点总沉降量编辑

12、ppt编辑ppt编辑ppt编辑ppt（4）各分层自重应力平均值（）各分层自重应力平均值（p1i）和附加应力平均值（和附加应力平均值（pi）之和作为该分之和作为该分层受压后所受总应力层受压后所受总应力p2i（5）确定压缩层深度：确定压缩层深度：编辑ppt编辑ppt规范推荐公式及公式推导 式中：s-沉降计算经验系数，应根据同类地区已有房屋和构筑物实测最终沉降量与计算沉降量对比确定，一般采用表4-6的数值；该方法是一种简化了的该方法是一种简化了的分层总和法分层总和法，其引入了，其引入了平均附加应力系平均附加应力系数数的概念，重新规定了的概念，重新规定了地基沉降深度的标准地基沉降深度的标准及及地基沉降

13、计算经验系地基沉降计算经验系数数。编辑pptiniSiziinihEss 1,1,1、计算原理、计算原理 126512433456AAA zpdzpdzAzzz0000 zdzzzpA001 )(1110112561234,iiniiiSiniSizzEpEAAs 编辑ppt2、沉降计算经验系数和沉降计算、沉降计算经验系数和沉降计算 )(1110,iiniiiSisszzEpss 编辑ppt编辑ppt3、地基沉降计算深度、地基沉降计算深度 Z n niinss1,025.0在在Zn 处向上取厚度处向上取厚度Z 无相邻荷载影响，基础宽度在130m范围内，基础中点的沉降计算深度Zn也可按下列公式估算：)ln4.05.2(bbzn 编辑ppt解：（1）求基底压力和基底附加压力（2）确定沉降计算深度 Z n编辑ppt （3）沉降计算 s 求s 校核Zn 计算s （4）计算 s 计算Es值 确定s 计算s编辑pptn 太沙基一维渗流固结理论编辑ppt