土的變形計算講解學習教案

1、土的變形計算土的變形計算(j sun)講解講解第一頁，共61頁。第1頁/共61頁第二頁，共61頁。第2頁/共61頁第三頁，共61頁。壓縮壓縮(y su)儀簡圖儀簡圖在壓縮在壓縮(y su)過程中只過程中只發(fā)生豎向變形發(fā)生豎向變形,不發(fā)生側(cè)向不發(fā)生側(cè)向變形的試驗叫側(cè)限壓縮變形的試驗叫側(cè)限壓縮(y su)試驗試驗.第3頁/共61頁第四頁，共61頁。2、變形表達式（孔隙、變形表達式（孔隙(kngx)比計算）比計算）假定：受壓前后土粒體積不變、土樣橫截面面積不假定：受壓前后土粒體積不變、土樣橫截面面積不變。變。第4頁/共61頁第五頁，共61頁。三、土的壓縮曲線三、土的壓縮曲線(qxin)與壓縮性指標與

2、壓縮性指標 (一).土的壓縮(y su)曲線壓縮壓縮(y su)曲線（曲線（e-p曲線）曲線） 壓縮曲線（壓縮曲線（e-lgp曲線）曲線）第5頁/共61頁第六頁，共61頁。 ( (二二).).土的壓縮性指標土的壓縮性指標 (1) (1)土的壓縮系數(shù)土的壓縮系數(shù) a: a:土的壓縮系數(shù)，土的壓縮系數(shù)，p1p1：一般指土中自重應力；：一般指土中自重應力；p2p2：自重應力加附加應力；：自重應力加附加應力；e1e1：相應：相應(xingyng)(xingyng)于于p1p1下壓縮穩(wěn)定下壓縮穩(wěn)定 后的孔隙比；后的孔隙比；e2e2：相應：相應(xingyng)(xingyng)于于p2p2下壓縮穩(wěn)定下壓

3、縮穩(wěn)定 后的孔隙比。后的孔隙比。 1221tanppeepea第6頁/共61頁第七頁，共61頁。a切線斜率的絕對值（理論上的，反映某壓力下土切線斜率的絕對值（理論上的，反映某壓力下土的壓縮性）。的壓縮性）。 e-p曲線愈陡曲線愈陡,說明土的壓縮性愈高。說明土的壓縮性愈高。所以，曲線上任意所以，曲線上任意(rny)一點的切線斜率一點的切線斜率a就表示就表示了相應于壓力作用下土的壓縮性了相應于壓力作用下土的壓縮性,為了便于應用，為了便于應用，通常采用壓力由通常采用壓力由p1=100kPa增加到增加到p2=200kPa時所時所得到的壓縮系數(shù)得到的壓縮系數(shù)a1-2。a1-20.1 Mpa-1 屬屬壓縮

4、性土。壓縮性土。0.1a1-20.5 Mpa-1 屬屬壓縮性土。壓縮性土。a1-20.5 Mpa-1 屬屬壓縮性土。壓縮性土。壓縮性評價壓縮性評價(pngji)：第7頁/共61頁第八頁，共61頁。 ( (二二) )土的壓縮土的壓縮(y su)(y su)指數(shù)指數(shù)CcCc 由由elgpelgp曲線得到。土的曲線得到。土的elgpelgp曲線的后曲線的后段接近直線，直線的斜率的絕對值。段接近直線，直線的斜率的絕對值。1221loglogppeeCc壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)(zhsh)越大，反映越大，反映土的壓縮性越高。土的壓縮性越高。2 . 0cC低壓縮性土；低壓縮性土；中壓縮性土中壓縮性土高壓縮性土。高

5、壓縮性土。4 . 0cC4 . 02 . 0cC與壓縮系數(shù)與壓縮系數(shù)的區(qū)別的區(qū)別(qbi)?第8頁/共61頁第九頁，共61頁。 壓縮系數(shù)隨著起始壓力和壓力增量的壓縮系數(shù)隨著起始壓力和壓力增量的不同而不同不同而不同,因此必須規(guī)定起始壓力和同一因此必須規(guī)定起始壓力和同一壓力變化范圍壓力變化范圍,常用常用(chn yn)a1-2 作作為判斷土壓縮性的標準為判斷土壓縮性的標準;而壓縮指數(shù)由于選而壓縮指數(shù)由于選用的坐標不同用的坐標不同,它是它是elgp曲線后段曲線后段(壓力較壓力較大大)部分的直線斜率部分的直線斜率,在很大范圍內(nèi)是常數(shù)在很大范圍內(nèi)是常數(shù),所以所以Cc并不隨壓力變化范圍而異并不隨壓力變化范

6、圍而異.第9頁/共61頁第十頁，共61頁。(三三).壓縮模量壓縮模量Es 壓縮模量：土在完全側(cè)限條件下的豎向附加壓縮模量：土在完全側(cè)限條件下的豎向附加(fji)應力增量與相應的應變增量之比。應力增量與相應的應變增量之比。aeEs11 Es Es越小，表示越小，表示(biosh)(biosh)土的壓縮性越高。土的壓縮性越高。Es4MPa Es15MPa Es15MPa 低壓縮性土低壓縮性土第10頁/共61頁第十一頁，共61頁。 4. 4.回彈曲線和再壓縮曲線回彈曲線和再壓縮曲線 在室內(nèi)壓縮試驗過程中，在室內(nèi)壓縮試驗過程中，如加壓到某一值如加壓到某一值pipi后，逐級進行卸后，逐級進行卸壓壓 ，則

7、可觀察到土樣的回彈。若測，則可觀察到土樣的回彈。若測得其回彈穩(wěn)定后的孔隙得其回彈穩(wěn)定后的孔隙(kngx)(kngx)比，則可繪制相應的孔隙比，則可繪制相應的孔隙(kngx)(kngx)比與壓力的關系曲線，即回彈曲線。比與壓力的關系曲線，即回彈曲線。由于回彈曲線與原來的壓縮曲線并不由于回彈曲線與原來的壓縮曲線并不重合，說明土的壓縮變形是由可以恢重合，說明土的壓縮變形是由可以恢復的彈性變形和不可恢復的殘余變形復的彈性變形和不可恢復的殘余變形兩部分組成的，并以殘余變形為主。兩部分組成的，并以殘余變形為主。第11頁/共61頁第十二頁，共61頁。 如重新逐級加壓，則可測得土樣在各級荷載下如重新逐級加壓，

8、則可測得土樣在各級荷載下再壓縮穩(wěn)定后的孔隙比，從而再壓縮穩(wěn)定后的孔隙比，從而(cng r)(cng r)繪制繪制再壓縮曲線。再壓縮曲線。第12頁/共61頁第十三頁，共61頁。(四四)、土的變形模量、土的變形模量 變形模量變形模量E0 指土體在無側(cè)限條件下的指土體在無側(cè)限條件下的應力與應變的比值應力與應變的比值.1.以載荷以載荷(zi h)試驗測定變形模量試驗測定變形模量 與壓縮與壓縮(y su)模量的主要區(qū)別模量的主要區(qū)別?第13頁/共61頁第十四頁，共61頁。SpBE)1(20沉降影響系數(shù)沉降影響系數(shù) 地基土的泊松比地基土的泊松比b承壓板的邊長或直徑承壓板的邊長或直徑s與所取定的比例與所取定

9、的比例(bl)界限界限P相對應的沉降相對應的沉降 用載荷試驗來測定土的變形模量，用載荷試驗來測定土的變形模量，費時費時(fish)(fish)、費力，且費用較高，、費力，且費用較高，對于深層土的試驗結(jié)果可靠性較差?，F(xiàn)對于深層土的試驗結(jié)果可靠性較差?，F(xiàn)應著重發(fā)展現(xiàn)場快速測定變形模量的方應著重發(fā)展現(xiàn)場快速測定變形模量的方法（旁壓試驗、觸探試驗等）。法（旁壓試驗、觸探試驗等）。第14頁/共61頁第十五頁，共61頁。彈性模量彈性模量E:土體在無側(cè)限條件下瞬時壓縮的應力應變增量土體在無側(cè)限條件下瞬時壓縮的應力應變增量(zn lin),由室內(nèi)三軸反復加卸載的不排水試驗求得由室內(nèi)三軸反復加卸載的不排水試驗求

10、得.模量的選用模量的選用 地基土的壓縮性地基土的壓縮性壓縮模量壓縮模量Es 分層總和法或規(guī)范推薦公式計算地基最終沉降量分層總和法或規(guī)范推薦公式計算地基最終沉降量變形模量變形模量Eo 彈性理論方法計算地基沉降量彈性理論方法計算地基沉降量 考慮不同變形階段的瞬時沉降計算考慮不同變形階段的瞬時沉降計算彈性模量彈性模量E 計算高聳結(jié)構(gòu)物風荷載作用下的傾斜計算高聳結(jié)構(gòu)物風荷載作用下的傾斜 地震反應分析計算或路面設計地震反應分析計算或路面設計第15頁/共61頁第十六頁，共61頁。 2. 2.變形模量與壓縮模量變形模量與壓縮模量 土的變形模量土的變形模量E0E0是土體在是土體在無側(cè)限條件下的應力與相應的應變

11、的比值。無側(cè)限條件下的應力與相應的應變的比值。 土的壓縮模量土的壓縮模量EsEs是土體在完全側(cè)限條件下的有是土體在完全側(cè)限條件下的有效應力與相應的應變的比值。效應力與相應的應變的比值。 由側(cè)向不允許膨脹的條件，可以得到由側(cè)向不允許膨脹的條件，可以得到(d (d do)do)土的靜止側(cè)壓力系數(shù)土的靜止側(cè)壓力系數(shù)K0K0與泊松比與泊松比的關系的關系 10K第16頁/共61頁第十七頁，共61頁。 由豎向的應力、應變關系由豎向的應力、應變關系(gun x)(gun x)以及以及壓縮模量的定義可得到土的變形模量與壓縮模壓縮模量的定義可得到土的變形模量與壓縮模量換算的理論關系量換算的理論關系(gun x)

12、(gun x)公式公式sEKE)21(00 第17頁/共61頁第十八頁，共61頁。第二節(jié)第二節(jié) 地基地基(dj)最終沉降量的最終沉降量的 計算計算第18頁/共61頁第十九頁，共61頁。與實際相比,結(jié)算(ji sun)結(jié)果的影響?計算結(jié)果比實際大還是小計算結(jié)果比實際大還是小?第19頁/共61頁第二十頁，共61頁。1.壓縮性指標由側(cè)限壓縮試驗得到壓縮性指標由側(cè)限壓縮試驗得到,試樣只發(fā)生豎向試樣只發(fā)生豎向變形變形,而實際土體無側(cè)向約束或認為比試驗側(cè)向約束而實際土體無側(cè)向約束或認為比試驗側(cè)向約束小得多小得多,故計算結(jié)果比實際要偏小故計算結(jié)果比實際要偏小.2.由于同一深度處由于同一深度處,基礎中心點下得

13、附加應力最大基礎中心點下得附加應力最大,向向兩邊逐漸減小兩邊逐漸減小,故采用中心點計算沉降量比實際要偏故采用中心點計算沉降量比實際要偏大大.3.引入基底附加壓力引入基底附加壓力(yl) 來計算附加應力來計算附加應力,而而 即認為凈增的基底壓力即認為凈增的基底壓力(yl)是引起地是引起地基土變形的原因基土變形的原因,而地基土在開挖基坑后沒有回彈而地基土在開挖基坑后沒有回彈,實實際上這是一種極端的情況際上這是一種極端的情況.故計算結(jié)果比實際偏大故計算結(jié)果比實際偏大.dppo00p第20頁/共61頁第二十一頁，共61頁。第21頁/共61頁第二十二頁，共61頁。iiiiiiiiiHeeessHeHe1

14、2121111zicziiicziiipepe2211inisiziinisiiniiiiiiiniiiiniiHEHEpHeppaHeeess1111121121111第22頁/共61頁第二十三頁，共61頁。第23頁/共61頁第二十四頁，共61頁。4)確定地基沉降計算深度確定地基沉降計算深度Zn(地基壓縮層厚度地基壓縮層厚度) 地基土的壓縮性隨著深度的增大而降低，局部荷載引起地基土的壓縮性隨著深度的增大而降低，局部荷載引起的附加的附加(fji)應力又隨深度的增大而減少，所以超過一定深度應力又隨深度的增大而減少，所以超過一定深度的土，其變形對沉降量的貢獻小到可忽略不計。沉降時應考的土，其變形對

15、沉降量的貢獻小到可忽略不計。沉降時應考慮其土體變形的深度范圍內(nèi)的土層稱為地基壓縮層，該深度慮其土體變形的深度范圍內(nèi)的土層稱為地基壓縮層，該深度稱為地基沉降計算深度（地基壓縮層厚度）。稱為地基沉降計算深度（地基壓縮層厚度）。第24頁/共61頁第二十五頁，共61頁。地基沉降計算深度的下限，一般取地基附加應力等于自地基沉降計算深度的下限，一般取地基附加應力等于自重應力的重應力的20%處，處，z=20%c ,但在該深度以下如有高壓但在該深度以下如有高壓縮性土，則應繼續(xù)向下計算至縮性土，則應繼續(xù)向下計算至z=10%c 處；在沉降計算處；在沉降計算深度范圍內(nèi)存在深度范圍內(nèi)存在(cnzi)基巖時，基巖時，Z

16、n可取至基巖表面為止可取至基巖表面為止。這種確定沉降計算深度的傳統(tǒng)方法稱為應力比法。這種確定沉降計算深度的傳統(tǒng)方法稱為應力比法。)(1.0)(2.0軟土一般土orcznzn第25頁/共61頁第二十六頁，共61頁。5) 計算各分層土的平均計算各分層土的平均(pngjn)自重應力和平均自重應力和平均(pngjn)附加應力。附加應力。6) 計算各層壓縮量。計算各層壓縮量。)2(2)1(221)1(1izziziizicziiicziiczcziiepep查得查得7)計算地基的最終計算地基的最終(zu zhn)沉降量。沉降量。第26頁/共61頁第二十七頁，共61頁。三、規(guī)范法三、規(guī)范法 與傳統(tǒng)的分層總

17、和法相同之處：也采用與傳統(tǒng)的分層總和法相同之處：也采用單向壓縮條件下的壓縮性指標單向壓縮條件下的壓縮性指標; ; 與傳統(tǒng)的分層總和法不同之處：與傳統(tǒng)的分層總和法不同之處：1.1.不按不按0.4b0.4b分層分層, ,基本上每天然土層就當作基本上每天然土層就當作一層來計算一層來計算, ,省去了分層總和法中壓縮性指省去了分層總和法中壓縮性指標隨深度變化的麻煩標隨深度變化的麻煩. .2.2.采用平均附加應力系數(shù)采用平均附加應力系數(shù), ,使煩瑣的計算表使煩瑣的計算表格化格化, ,簡單化簡單化. .3.3.規(guī)定了地基沉降計算深度的標準，考慮了規(guī)定了地基沉降計算深度的標準，考慮了基礎大小這一因素基礎大小這

18、一因素(yn s)(yn s)，比應力比法，比應力比法更為合理；更為合理；第27頁/共61頁第二十八頁，共61頁。inisiziiniiiiniiHEHeeess11121114.提出了地基的沉降計算經(jīng)驗提出了地基的沉降計算經(jīng)驗(jngyn)系數(shù)，系數(shù)，使得計算結(jié)果接近于實測值。使得計算結(jié)果接近于實測值。第28頁/共61頁第二十九頁，共61頁。2 2、規(guī)范、規(guī)范(gufn)(gufn)法推導法推導( (應力面積法應力面積法):):1100125612343456iiiizpzpAAA1110iiiinisizzEpsi平均附加平均附加(fji)應力系數(shù)，應力系數(shù)，按按l/b、z/b查表。查表。

19、計算計算(j sun)原理原理第29頁/共61頁第三十頁，共61頁。為了提高為了提高(t go)計算準確度，規(guī)范規(guī)定需將計算沉降量計算準確度，規(guī)范規(guī)定需將計算沉降量乘以經(jīng)驗系數(shù)乘以經(jīng)驗系數(shù),則：則：1110iiiinisisszzEpss)()(110110siiiiiiiiisiiisEzzpzzpEAAE第30頁/共61頁第三十一頁，共61頁。niinss1025. 0應滿足應滿足(mnz)：nz)ln4 . 05 . 2(bbznnsis在計算(j sun)深度 范圍內(nèi),第 層土的計算(j sun)沉降值在計算深度在計算深度 處向上取厚度為處向上取厚度為 土層的計算沉降值土層的計算沉降值

20、nznzzi當無相鄰荷載影響當無相鄰荷載影響,基礎寬度在基礎寬度在130m范圍內(nèi)范圍內(nèi),當沉降計算深度范圍內(nèi)存在基巖時當沉降計算深度范圍內(nèi)存在基巖時,可取至基巖表面為止可取至基巖表面為止.查表變形比法變形比法第31頁/共61頁第三十二頁，共61頁。sEs第32頁/共61頁第三十三頁，共61頁。某矩形某矩形(jxng)(jxng)基礎及地質(zhì)資料如圖所示基礎及地質(zhì)資料如圖所示, ,試用試用規(guī)范法計算地基的沉降量。規(guī)范法計算地基的沉降量。( ) ( ) 2 . 1s第33頁/共61頁第三十四頁，共61頁。解：解：(1)(1)求基底求基底(j d)(j d)壓力和基底壓力和基底(j d)(j d)附加

21、壓力附加壓力基底基底(j d)(j d)平均壓力平均壓力KPaAdAFAGFpG150325 . 13220720 基底基底(j d)附加應力附加應力KPahpppc75.1235 . 15 .171500 (2) (2) 確定確定(qudng)(qudng)基礎地基受壓層計算深度基礎地基受壓層計算深度nZmb 2)50,1(因為因為，在，在之間之間, ,所所以以mmmbbZn45 . 4446. 4) 2ln4 . 05 . 2( 2)ln4 . 05 . 2(說明計算的壓縮層底部位于基巖層中，說明計算的壓縮層底部位于基巖層中，固按照天然固按照天然土層面分層計算到基巖層頂部即可；土層面分層計

22、算到基巖層頂部即可； 第34頁/共61頁第三十五頁，共61頁。blbl222bZmmb122(3)(3)沉降計算沉降計算(j sun)(j sun)( (說明說明: :角點法計算角點法計算(j sun)(j sun)平均附加應力影響系數(shù)時平均附加應力影響系數(shù)時, ,按按 ,查查, ,表格表格(biog)(biog)中中所計算的所計算的, ,基礎基礎(jch)(jch)底面中心為底面中心為1 1號點號點, ,向下在土層分界面為向下在土層分界面為2 2、3 3號點號點) )沉降計算見下表：沉降計算見下表： 2 . 1smmssis03.6953.572 . 1因為沉降經(jīng)驗系數(shù)因為沉降經(jīng)驗系數(shù)所以最

23、終沉降量為所以最終沉降量為。 第35頁/共61頁第三十六頁，共61頁。點點號號 1 40.1533=0.6132 1839.6 1839.6 45.53 45.53 40.1271=0.5084 2033.6 194.0 12.00 57.53 )(mZibZii)(mmZii)(11mmZZiiii)(MPaES)(mmsi)(mmsi第36頁/共61頁第三十七頁，共61頁。第三節(jié)第三節(jié) 應力歷史對地基沉降應力歷史對地基沉降(chnjing)的影響的影響一、天然一、天然(tinrn)土層的應力歷史土層的應力歷史土的回彈土的回彈(hu dn)和再壓和再壓縮曲線縮曲線曲線pe曲線pelog第37

24、頁/共61頁第三十八頁，共61頁。1、基本概念、基本概念PC：先：先(前前)期固結(jié)期固結(jié)( ji)壓力壓力,指土層在過去歷史上曾指土層在過去歷史上曾經(jīng)經(jīng) 受過的最大固結(jié)受過的最大固結(jié)( ji)壓力。壓力。P1：目前土層所承受的上覆土重。：目前土層所承受的上覆土重。OCR: 超固結(jié)超固結(jié)( ji)比比,指土的先期固結(jié)指土的先期固結(jié)( ji)壓力與壓力與目前土層自重應力的比值。目前土層自重應力的比值。由于回彈曲線與原來的壓縮曲線并不重合，說明土的壓由于回彈曲線與原來的壓縮曲線并不重合，說明土的壓縮變形是由可以恢復的彈性變形和不可恢復的塑性變形縮變形是由可以恢復的彈性變形和不可恢復的塑性變形兩部分組

25、成的，并以塑性變形為主。兩部分組成的，并以塑性變形為主。且同一壓力強度可以有不同的孔隙比。其數(shù)值取決于土且同一壓力強度可以有不同的孔隙比。其數(shù)值取決于土樣過去樣過去(guq)曾經(jīng)受到過的壓力情況。故應力歷史是指曾經(jīng)受到過的壓力情況。故應力歷史是指土在形成的地質(zhì)年代中經(jīng)受應力變化的情況。土在形成的地質(zhì)年代中經(jīng)受應力變化的情況。第38頁/共61頁第三十九頁，共61頁。 正常固結(jié)正常固結(jié) 超固結(jié)超固結(jié) 欠固結(jié)欠固結(jié)2、 天然土層天然土層(t cn)三種不同狀態(tài)下三種不同狀態(tài)下 0ppOCRc 1 超固結(jié)超固結(jié)( ji)狀態(tài)狀態(tài)=1 正常正常(zhngchng)固結(jié)狀態(tài)固結(jié)狀態(tài)1 欠固結(jié)狀態(tài)欠固結(jié)狀態(tài)

26、第39頁/共61頁第四十頁，共61頁。第40頁/共61頁第四十一頁，共61頁。1、求轉(zhuǎn)折點、求轉(zhuǎn)折點A(曲率曲率半徑半徑(bnjng)最小點最小點)2、過、過A過切線過切線A2，水平線水平線A1及角及角1A2的的角平分線角平分線A3，延長，延長e-lgp的曲線后段直線部的曲線后段直線部分與分與A3交于點，則交于點，則對應的壓力對應的壓力PC第41頁/共61頁第四十二頁，共61頁。三、考慮應力歷史影響的地基最終沉降計算 由于應力歷史對粘土的壓縮性具有較大的影響，而鉆探取樣獲得土樣經(jīng)過(jnggu)擾動或應力釋放，在實驗室內(nèi)得到的壓縮曲線已經(jīng)不能代表地基中現(xiàn)場壓縮曲線，所以壓縮曲線的起始段實際上是

27、一條再壓縮曲線。因此必須對室內(nèi)固結(jié)試驗所得的壓縮曲線進行修正，得到符合原位土體壓縮性的現(xiàn)場壓縮曲線，由此計算得到的地基沉降才會更符合實際。 將室內(nèi)壓縮曲線修正后得到現(xiàn)場(原始) 壓縮曲線，并可確定土的壓縮性指標。只要在地基沉降計算通常采用的分層總和法中，將土的壓縮性指標改從原始壓縮曲線確定，就可考慮應力歷史對地基沉降的影響。 第42頁/共61頁第四十三頁，共61頁。(1)正常正常(zhngchng)固結(jié)土的沉降量計算固結(jié)土的沉降量計算正常固結(jié)狀態(tài)的土其原始的正常固結(jié)狀態(tài)的土其原始的elgpelgp曲線為一條直線曲線為一條直線(zhxin)(zhxin)（壓縮指數(shù)為（壓縮指數(shù)為CcCc）；）；第

28、43頁/共61頁第四十四頁，共61頁。(2)超固結(jié)超固結(jié)( ji)土的沉降計算土的沉降計算 超固結(jié)超固結(jié)( ji)狀態(tài)的土其原始的狀態(tài)的土其原始的elgp曲線由曲線由兩條斜率兩條斜率不同的直線構(gòu)成（壓縮指數(shù)分別為不同的直線構(gòu)成（壓縮指數(shù)分別為Ce和和 Cc ）針對壓力增量針對壓力增量(zn lin)的大小不同分為兩種的大小不同分為兩種情況情況0pppcii0pppcii第44頁/共61頁第四十五頁，共61頁。0pppcii第45頁/共61頁第四十六頁，共61頁。0pppcii第46頁/共61頁第四十七頁，共61頁。(3)(3)欠固結(jié)欠固結(jié)( ( ji) ji)土的沉降計算土的沉降計算 欠固結(jié)土

29、的沉降不僅僅包括欠固結(jié)土的沉降不僅僅包括(boku)(boku)受附加應力受附加應力所引起的沉降，而且還包括所引起的沉降，而且還包括(boku)(boku)地基土在自重作地基土在自重作用下尚未固結(jié)的那部分沉降；因此對于欠固結(jié)土來說，用下尚未固結(jié)的那部分沉降；因此對于欠固結(jié)土來說，即使沒有外荷載作用，該土層仍然會產(chǎn)生壓縮量即使沒有外荷載作用，該土層仍然會產(chǎn)生壓縮量. . 按正常固結(jié)按正常固結(jié)( ji)土計算欠固結(jié)土計算欠固結(jié)( ji)土的沉降土的沉降,結(jié)果與實際觀測相比結(jié)果與實際觀測相比,大大or小小?第47頁/共61頁第四十八頁，共61頁。欠固結(jié)狀態(tài)欠固結(jié)狀態(tài)(zhungti)(zhungti

30、)的土其原始的的土其原始的elgpelgp曲曲線為一條直線（壓縮指數(shù)為線為一條直線（壓縮指數(shù)為Cc Cc ）第48頁/共61頁第四十九頁，共61頁。第四節(jié)地基變形與時間第四節(jié)地基變形與時間(shjin)的關系的關系 土體在外荷作用下的壓縮過程與時間有關土體在外荷作用下的壓縮過程與時間有關. .工程設計中，我們不但需要預估建筑物基礎可能工程設計中，我們不但需要預估建筑物基礎可能發(fā)生的最終沉降量，而且還常常需要預估建筑物發(fā)生的最終沉降量，而且還常常需要預估建筑物基礎達到某一沉降量所需的時間或者預估建筑物基礎達到某一沉降量所需的時間或者預估建筑物完工后經(jīng)過一段時間可能產(chǎn)生的沉降量完工后經(jīng)過一段時間可

31、能產(chǎn)生的沉降量, ,以便控制以便控制施工速度或考慮建筑物正常使用的安全措施施工速度或考慮建筑物正常使用的安全措施( (如考如考慮建筑物各有關部分之間的預留凈空慮建筑物各有關部分之間的預留凈空(jn(jn knkn) )或連接方法或連接方法).).第49頁/共61頁第五十頁，共61頁。一、飽和土的滲透固結(jié)一、飽和土的滲透固結(jié)滲透固結(jié)滲透固結(jié): :飽和粘土在壓力作用下飽和粘土在壓力作用下, ,孔隙孔隙(kngx)(kngx)水將隨時間的遷延而逐漸被排出水將隨時間的遷延而逐漸被排出, ,同時孔隙同時孔隙(kngx)(kngx)體積液隨之減小的過程體積液隨之減小的過程. .u 0,00,0ututut

32、飽和土的滲透固結(jié)也就是孔隙水壓飽和土的滲透固結(jié)也就是孔隙水壓力逐漸消散和有效應力相應增長的力逐漸消散和有效應力相應增長的過程過程.或者說是孔隙水應力逐漸轉(zhuǎn)化或者說是孔隙水應力逐漸轉(zhuǎn)化為附加有效應力的過程為附加有效應力的過程.在轉(zhuǎn)化的過在轉(zhuǎn)化的過程中，任一時刻任一深度上的應力程中，任一時刻任一深度上的應力始終遵循始終遵循(zn xn)有效應力原理有效應力原理.水,彈簧(tnhung),活塞各代表什么?第50頁/共61頁第五十一頁，共61頁。 土的固結(jié)過程的兩種特性：土的固結(jié)過程的兩種特性： 1. 1.隨著土中水的排出，土體孔隙比減小，隨著土中水的排出，土體孔隙比減小，土體產(chǎn)生壓縮，體積變??；土體

33、產(chǎn)生壓縮，體積變??； 2. 2.隨著超靜孔隙水壓力的消散，有效應隨著超靜孔隙水壓力的消散，有效應力逐漸增大，土體的抗剪強度得到提高。力逐漸增大，土體的抗剪強度得到提高。 求解地基沉降求解地基沉降(chnjing)(chnjing)與時間與時間關系的問題，實際上就變成求解在附加應力關系的問題，實際上就變成求解在附加應力作用，地基中各點的超孔隙水應力隨時間變作用，地基中各點的超孔隙水應力隨時間變化的問題化的問題. . 工程中常應用固結(jié)過程的這兩種特工程中常應用固結(jié)過程的這兩種特性，通過排水固結(jié)法對軟粘土地基進行改良，性，通過排水固結(jié)法對軟粘土地基進行改良，達到減小工后沉降達到減小工后沉降(chnj

34、ing)(chnjing)、提高地、提高地基承載力的目的?；休d力的目的。第51頁/共61頁第五十二頁，共61頁。（一）基本假定（一）基本假定1 1、荷載沿水平面無限均勻分布，單向固結(jié)、單向排水；、荷載沿水平面無限均勻分布，單向固結(jié)、單向排水；2 2、土是均質(zhì)的、各向同性和完全飽和的；、土是均質(zhì)的、各向同性和完全飽和的；3 3、土粒和水是不可壓縮的；、土粒和水是不可壓縮的；4 4、k,ak,a是常數(shù)；是常數(shù)；5 5、荷載是瞬時施加的；、荷載是瞬時施加的；6 6、滲流、滲流(shn li)(shn li)服從達西定律。服從達西定律。二、太沙基一維固結(jié)二、太沙基一維固結(jié)( ( ji) ji)理論理

35、論第52頁/共61頁第五十三頁，共61頁。( (二二) )、基本、基本(jbn)(jbn)公式公式、inisiziHEs1Vwcaek1K:K:滲透系數(shù)滲透系數(shù)e e：土在自重應力下的孔隙比：土在自重應力下的孔隙比 : :壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)v v：豎向固結(jié)系數(shù)：豎向固結(jié)系數(shù), ,由室內(nèi)由室內(nèi)(sh ni)(sh ni)固結(jié)固結(jié)( (壓縮壓縮) )試驗確定試驗確定 (m2/ (m2/年或年或cm2 /cm2 /年年) )第53頁/共61頁第五十四頁，共61頁。、TV 豎向固結(jié)時間因數(shù)豎向固結(jié)時間因數(shù)(ynsh),無因次無因次 t 時間時間(年年)H 壓縮土層最遠的排水距離，單面排水時，壓縮土層最遠的排水距離，單面排水時，H取土層厚度；雙面排水時，取土層厚度；雙面排水時，H取土層厚度之半。取土層厚度之半。2HtcTVVccttssU( (三三) )、固結(jié)度、固結(jié)度固結(jié)度固結(jié)度: :地基地基(dj)(dj)在任一時間在任一時間t t的固結(jié)沉降量的固結(jié)沉降量SctSct與其最終沉降量與其最終沉降量ScSc之比。之比。VTteU)4(2281第54頁/共61頁第五十五頁，共61頁。固結(jié)度與時間因數(shù)的關系(gun x)曲線