地基与基础课件第四章.ppt

土力学与地基基础 土木系第四章第四章 土的压缩性与地基沉降土的压缩性与地基沉降(2)2023/2/211建筑物的建造使地基中原有的应力状态发建筑物的建造使地基中原有的应力状态发生变化，从而引起地基土变形，出现基础沉降。生变化，从而引起地基土变形，出现基础沉降。地基的变形是由地基的附加应力导致，变形都地基的变形是由地基的附加应力导致，变形都有一个由开始到稳定的过程。有一个由开始到稳定的过程。我们把地基稳定后的累计变形量称为我们把地基稳定后的累计变形量称为最终沉降量最终沉降量。第三节第三节地基沉降计算地基沉降计算2023/2/212地基最终沉降量的计算方法主要有以下几地基最终沉降量的计算方法主要有以下几种方法：种方法：1、分层总和法分层总和法2、规范法规范法3、理论公式计算法理论公式计算法4、考虑应力历史对沉降量影响分析方法。考虑应力历史对沉降量影响分析方法。2023/2/213一、分层总和法：一、分层总和法：原理：原理：计算步骤如下：计算步骤如下：2023/2/2142、确定地基沉降深度、确定地基沉降深度地基沉降计算深度的地基沉降计算深度的下限下限，一般取，一般取:z0.2cz；在该深度以下如有在该深度以下如有高高压缩性土压缩性土，则取：，则取：z 0.1cz cz：土自重压力土自重压力 z：地基附加应力地基附加应力1、绘制地基及地层剖面图、绘制地基及地层剖面图2023/2/2153、分层厚度的选取、分层厚度的选取 1)、沉降计算深度范围内的分层厚度一般取、沉降计算深度范围内的分层厚度一般取 0.4b(b为基底宽度为基底宽度)或或12m，2）、）、成层土的层面和地下水面是分层面。成层土的层面和地下水面是分层面。3）、靠近基础底面处附加应力的变化大可以）、靠近基础底面处附加应力的变化大可以 分薄些，远离基础底面处，附加应力的变分薄些，远离基础底面处，附加应力的变 化小，可以分层厚些。化小，可以分层厚些。4、绘制自重应力与附加应力的分布曲线。、绘制自重应力与附加应力的分布曲线。5、计算各分层的压缩量、计算各分层的压缩量Si及其总压缩量及其总压缩量S：2023/2/2161）、）、i层土压缩量层土压缩量Si对于厚度为对于厚度为Hi的土层，的土层，p1i：该处的土中竖向该处的土中竖向自重应力自重应力kPa；p2i：自重应力与附加应力自重应力与附加应力之和为，之和为，kPae1i-相应于相应于p1i作用下压缩稳定后的作用下压缩稳定后的孔隙比孔隙比。e2i-相应于相应于p2i作用下压缩稳定后的作用下压缩稳定后的孔隙比孔隙比。则，在附加应力作用下，则，在附加应力作用下，Hi的压缩量的压缩量Si由下式计算：由下式计算：2023/2/2172）、）、计算地基最终沉降量计算地基最终沉降量s(m)：公式如公式如下：下：式中，Si-第i分层的压缩量；Hi-第i分层土的厚度，m 2023/2/218 e1i-根据第i层的自重应力平均值cz从土的压缩曲线上得到的相应的孔隙比；e2i-根据第i层的自重应力平均值cz与附加应力平均值z之和从土的压缩曲线上得到的相应的孔隙比；用压缩模量表示，则：用压缩模量表示，则：2023/2/219建筑地基基础设计规范（建筑地基基础设计规范（GBJ 7-89）所推荐的地基最终沉降量计算方法所推荐的地基最终沉降量计算方法是另一种形式的分层总和法。是另一种形式的分层总和法。它也采用它也采用侧限条件的压缩性指标侧限条件的压缩性指标，并，并运用了运用了平均附加应力系数平均附加应力系数计算，还规定计算，还规定了地基沉降了地基沉降计算深度的标准计算深度的标准以及提出了以及提出了地基的地基的沉降计算经验系数沉降计算经验系数，使得计算成，使得计算成果接近于实测值。果接近于实测值。二：规范法：二：规范法：2023/2/21101、原理：、原理：由公式由公式面积3465，其求取可以从面积3421面积5621中得到。实际为曲面2023/2/2111引入平均附加应力系数引入平均附加应力系数K为基底下任意深度为基底下任意深度z处的地基附加应力系数。如图所示，有：处的地基附加应力系数。如图所示，有：2023/2/21122、规范推荐的计算公式：、规范推荐的计算公式：式中 s-按分层总和法计算出的地基沉降量(mm)；s-沉降计算经验系数，根据地区沉降观测资料及经验确定。值范围一般在之间。n-地基沉降计算深度范围内所划分的土层数，其分层厚度取法同前面按分层总和法计算中所述。p0-对应于荷载标准值时的基础底面附加压力(kPa)Esi-基础底面下第i层土的压缩模量，(MPa)；z i和z i-1-基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离(m)；2023/2/2113当无相邻荷载影响，基础宽度在当无相邻荷载影响，基础宽度在130m范围内时，基础中点的地基沉降计算深度，规范规定，也可按下列简化公式计算：3、计算深度、计算深度zn的确定的确定建筑地基基础设计规范用符号建筑地基基础设计规范用符号zn 表示地基沉降表示地基沉降计算深度计算深度.式中b-基础宽度在沉降计算深度范围内存在基岩时，可取至基岩表面为止。2023/2/2114按上式所确定的沉降计算深度下如有较软土层如有较软土层时，或有相邻荷载影响，尚应向下继续计算时，或有相邻荷载影响，尚应向下继续计算，直至直至软弱土层中所取规定厚度软弱土层中所取规定厚度z的计算沉降量满足下式的计算沉降量满足下式为止。为止。式中式中sn为计算界面向上，取最后一层厚为为计算界面向上，取最后一层厚为z的的土层计算的压缩量。土层计算的压缩量。z的取值见下表。的取值见下表。b 22b 44b 88b1515b300.30.60.81.01.22023/2/2115注意：注意：1、s取值见书取值见书 P82 页。页。2、例题。、例题。2023/2/2116 结束 谢谢！Keep Connecting In The Future 2023/2/2117