飽和粘土的滲透固結(jié)理論課件

1、地基沉降與時(shí)間關(guān)系計(jì)算步驟具體計(jì)算見(jiàn)教材P153例4-4第1頁(yè)，共18頁(yè)。地基沉降與時(shí)間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)估算雙曲線式對(duì)數(shù)雙曲線式第2頁(yè)，共18頁(yè)。地基沉降計(jì)算的其他情況第3頁(yè)，共18頁(yè)。tSSi ：初始瞬時(shí)沉降Ss: 次固結(jié)沉降Sc：主固結(jié)沉降變形機(jī)理1、瞬時(shí)沉降2、主固結(jié)沉降3、次固結(jié)沉降固結(jié)沉降是粘性土地基沉降的最主要組成部分，它是由于載荷作用下隨著土中孔隙水的逐漸擠出，孔隙體積相應(yīng)減少而發(fā)生的。計(jì)算固結(jié)沉降必須首先明確地基土的應(yīng)力歷史，然后根據(jù)不同的應(yīng)力歷史采取不同的壓縮指標(biāo)，最后仍然按照分層總和法原理計(jì)算粘性土地基的固結(jié)沉降。地基最終沉降的組成第4頁(yè)，共18頁(yè)。瞬時(shí)沉降注：平均值指柔性基礎(chǔ)面

2、積范圍內(nèi)各點(diǎn)的平均值受荷面形狀 L/B 中 點(diǎn) 矩形角點(diǎn)圓形周邊 平均值 剛性基礎(chǔ) 圓 形 1.00 0.64 0.85 0.79 正 方 形 1.00 1.12 0.56 0.95 0.88 矩 形 1.53.06.010.030.0100.0 1.361.782.232.533.234.00 0.680.891.121.271.622.00 1.151.521.962.252.883.70 1.081.442.12 Skempton（1955）彈性理論公式：第5頁(yè)，共18頁(yè)。主固結(jié)沉降用分層總和法進(jìn)行計(jì)算第6頁(yè)，共18頁(yè)。次固結(jié)沉降次固結(jié)段（基本上是一條直線）的斜率反映土的次固結(jié)變形速率，

3、一般用Cs表示，稱(chēng)為土的次固結(jié)指數(shù)。次固結(jié)沉降量為：時(shí)間（對(duì)數(shù)坐標(biāo)）孔隙比次固結(jié)主固結(jié)斜率CsCS的大小取決于土的類(lèi)型，在缺乏資料時(shí)可以參考選用或者按天然含水量來(lái)估計(jì)：土類(lèi)CS正常固結(jié)粘土0.0050.02塑性大的土，有機(jī)土0.03超固結(jié)土(OCR2)0.001第7頁(yè)，共18頁(yè)。相鄰基礎(chǔ)對(duì)沉降的影響2）相鄰基礎(chǔ)對(duì)沉降差的影響本基礎(chǔ)兩邊受相鄰基礎(chǔ)的影響引起的沉降差S1、S2形成的傾斜：受偏心作用的基礎(chǔ)，可用彈性理論公式確定剛性基礎(chǔ)的傾斜：1）相鄰基礎(chǔ)對(duì)附加應(yīng)力的影響第8頁(yè)，共18頁(yè)。二維、三維滲透固結(jié)課題1、太沙基一維滲透固結(jié)方程：對(duì)簡(jiǎn)單的幾何形狀和邊界條件，擴(kuò)散方程可以求得解析解，對(duì)復(fù)雜的邊界

4、條件和幾何形狀需采用數(shù)值解法，例如有限元法和有限差分法。2、1936年，Rendulic將Terzaghi一維固結(jié)理論推廣到二維、三維問(wèn)題，得出Terzaghi- Rendulic擴(kuò)散方程，為：第9頁(yè)，共18頁(yè)。Biot固結(jié)理論與Terzaghi- Rendulic準(zhǔn)固結(jié)理論的區(qū)別在于：前者考慮了在固結(jié)過(guò)程中土體平均總應(yīng)力隨時(shí)間的變化，而后者則假定在固結(jié)過(guò)程中土體平均總應(yīng)力保持不變。3、1941年Biot根據(jù)有效應(yīng)力原理、土的變形連續(xù)條件和平衡方程，提出了Biot固結(jié)理論。 Biot固結(jié)方程由運(yùn)動(dòng)平衡方程和連續(xù)方程組成，其連續(xù)方程表示為：二維、三維滲透固結(jié)課題第10頁(yè)，共18頁(yè)。二維、三維滲透

5、固結(jié)課題4、1948年巴隆給出了三維固結(jié)微分方程的等應(yīng)變解經(jīng)化簡(jiǎn)可得第11頁(yè)，共18頁(yè)。建筑物地基變形第12頁(yè)，共18頁(yè)。地基變形特征按變形特征，地基變形可分為： 沉降量：基礎(chǔ)中心軸線的沉降量 沉降差：相鄰單獨(dú)基礎(chǔ)沉降之差 傾斜：?jiǎn)为?dú)基礎(chǔ)在傾斜方向上基礎(chǔ)兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值 局部?jī)A斜：砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱墻610m內(nèi)，基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值地基變形符合的條件：地基變形值小于或等于容許變形值第13頁(yè)，共18頁(yè)。建筑物的地基變形允許值第14頁(yè)，共18頁(yè)。防止地基有害變形的措施內(nèi)因方面： 地基土由三相組成，固體顆粒之間存在孔隙，在外荷載作用下孔隙發(fā)生壓縮產(chǎn)生沉降。因此，為減小地基的沉降量

6、，在修建建筑物之前，可預(yù)先對(duì)地基進(jìn)行加固處理。根據(jù)地基土的性質(zhì)、厚度結(jié)合上部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和場(chǎng)地周?chē)h(huán)境，可分別采用機(jī)械加密、強(qiáng)力夯實(shí)、換土墊層、加裁預(yù)壓、砂樁擠密、振沖及化學(xué)加固等措施，必要時(shí)可以采用樁基礎(chǔ)或深基礎(chǔ)。第15頁(yè)，共18頁(yè)。防止地基有害變形的措施外因方面：1.盡量避免復(fù)雜的平面布置，并避免同一建筑物各組成部分的高度以及作用荷載相差過(guò)多。2.在可能產(chǎn)生較大差異沉降的位置或分期施工的單元連接處設(shè)置沉降縫。3.設(shè)計(jì)中盡量使上部荷載中心受壓，均勻分布。4.加強(qiáng)基礎(chǔ)的剛度和強(qiáng)度，如采用十字交叉基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)。第16頁(yè)，共18頁(yè)。防止地基有害變形的措施外因方面：5.增加上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基不均勻沉降的調(diào)整作用，如在磚石承重結(jié)構(gòu)墻體內(nèi)設(shè)置封閉團(tuán)梁與構(gòu)造柱、加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的剛度；將超靜定結(jié)構(gòu)改為靜定結(jié)構(gòu)，以加大對(duì)不均勻沉降的適應(yīng)性。6.預(yù)留吊車(chē)軌道高程調(diào)整余地。7.妥善安排施工順序，對(duì)高差較大、重量差異較多的建筑物相鄰部位采用不同的施工進(jìn)度，先施工荷重大的部分，后施工荷重輕的部分。第17頁(yè)，共18頁(yè)。防止地基有害變