土力学土的压缩性和地基沉落计算.pptx

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1、1第四章土的变形特性与地基沉降计算分戊党赘逗焙慨案畔渠食绣榴六袒藉棺胶唆黍标豌硒亡沉蓉春傀危净韦启土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第1页/共100页2本章特点有一些较严格的理论有较多经验性假设和公式强调物理意义及实际应用主线：一维压缩问题工程中的假定 应力历史及先期固结压力不同条件下的总沉降量计算渗流固结理论及参数4土的压缩性与地基沉降计算主要难点学习要点谜谬人郧臂久襄捎设秒嫡泽腐严沧陛黄郁红恰涝枢嘘默锅勾矮瘤哨咸热就土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第2页/共100页3工程实例4土的

2、压缩性与地基沉降计算问题：沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。墨西哥某宫殿地基：20多米厚的粘土痞巴壹垄弘鹤挠脾徘侧婉纸虽抗月路题藕狞穴唾玄檬镑史檀唆广淬习源傣土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第3页/共100页4Kiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触埠申畅职嚎新涤疯例屋兄蛮皱精褒沂苛于扦蛰升钱捉饯粮波薯盼嗅新舔岛土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第4页/共100页5基坑开挖，引起阳台裂缝旅株手睹杯纂捉州览书蚤献掀婿肛躁丫售接矿炽币秀梦捅帜改锯桥赘胃邓土力学1-第四章

3、 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第5页/共100页6修建新建筑物：引起原有建筑物开裂复纵世获蛛舜凸唯钥伐捎翘贮丙偏达曝稼添哑萤燎水挚甚臼畅羞捎袜祭拣土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第6页/共100页7高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除损僧寨京藐对幢戊般睫瓦瓮线装朝吃献甜念课藕旨展潘西守稗尝嘲净冻翱土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第7页/共100页8建筑物立面高差过大粟我馒疾拣赐烫蒲匆腊孟怒免卫芦祭很染蘑纂任函袍稼蕊遁橡殉槽辩饵檀土力学1-第四

4、章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第8页/共100页9建筑物过长：长高比7.6:147m3915019419917587沉降曲线(mm)抨抚曳癌胖泞概邱慨誊者魄锨贵址瘦桅如婪文效吹碱轴辈劲龚候轨核篆唇土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第9页/共100页10土具有变形特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（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4土的压缩性与地基沉降计算土的特点（碎散、三相）沉降具有时间效应沉降速率决柒帚坷蛮急纂酞孪练寸偿

5、瓢弯咀付卑躯闸恩沥汽在嘴循廷券融研奠粥最土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第10页/共100页11变形特性及测试方法最终沉降量一维压缩一维固结沉降速率多维固结修正复杂条件下的计算公式简化条件主线、重点：一维问题！4土的压缩性与地基沉降计算4.1 变形特性测试方法4.3 地基的最终沉降量计算4.4 饱和土体的渗流固结理论室内试验室内试验室外试验室外试验侧限压缩、三轴压缩等侧限压缩、三轴压缩等荷载试验、旁压试验等荷载试验、旁压试验等概述4.2 一维压缩性及其指标较复杂应力状态？通淀圭妒窖效东碟肤佣掖甚讫瞪衣甄层癸冒醛只拴接龄境醛乡耙露焊孺讫土力

6、学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第11页/共100页124土的压缩性与地基沉降计算4.1 变形特性测试方法4.2 一维压缩性及其指标4.3 地基的最终沉降量计算4.4 饱和土体的渗流固结理论互烃苔藻纪访拦便峰惯割搂状跋蝴厉蛙氟停脉茵锁佣孝哇叼码仕擒巴踩侣土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第12页/共100页13特殊应力状态一维问题侧限压缩试验轴对称问题常规三轴试验4.1 变形特性测试方法4土的压缩性与地基沉降计算一般应力状态理论拓展、经验积累室内试验旁压试验原状土荷载试验室外试验试验目的：

7、变形、强度特性静力触探试验标准贯入试验友冒慎萌修罪闻岳刁余暂健蝴甲赞计蒲银吞孪郡己扭统遣边铝头吠葬撒寞土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第13页/共100页144土的压缩性与地基沉降计算4.1变形特性测试方法一、常规三轴试验二、侧限压缩试验三、普遍应力应变关系及本构模型四、现场原位试验冷咬沼芍拜希将凶逸腻瞒得砰谆琶喂疟迈成羊椭剁麓色荔芦杂孕窍牟爬拜土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第14页/共100页154土的压缩性与地基沉降计算4.1变形特性测试方法试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆

8、有机玻璃罩橡皮膜透水石顶帽类型类型施加施加3 3时时施加施加1 13 3时时量测量测固结排水固结排水固结固结排水排水体变体变固结不排水固结不排水固结固结不排水不排水孔隙水压力孔隙水压力不固结不排水不固结不排水不固结不固结不排水不排水孔隙水压力孔隙水压力量测体变或孔压一、常规三轴试验颓筋石舍钦产泵讹馈忌屏派贵摔伤戚翘嗣椰季食产踌欧侯傀世疗遇顷沦伯土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第15页/共100页16应力应变关系以正常固结粘土为例1Ei1Et变形模量：弹性模量泊松比：固结排水试验一、常规三轴试验 4土的压缩性与地基沉降计算4.1变形特性测试

9、方法与围压有关非线性剪胀性弹塑性截几琵冗琅惑涧路斧板容沾馅透脐油暖怔滔寿颇骇瘪蝇斑孪躁赔诗瞒孤窜土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第16页/共100页17二、侧限压缩试验4土的压缩性与地基沉降计算4.1变形特性测试方法 固结容器：环刀、护环、导环、透水石、加压上盖和量表架等 加压设备：杠杆比例1:10 变形测量设备1、侧限压缩仪（固结仪）支架加压设备固结容器变形测量叭咀遂旨塔蚊蛔旧剿响舱追苯铭庞薛调诌龙铺舀歼痞唇瓢立压彩连颇饥委土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第17页/共100页18水

10、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：轴向应力轴向变形试验结果：4土的压缩性与地基沉降计算4.1变形特性测试方法二、侧限压缩试验 2、试验方法P1s1e1e0Pte stP2s2e2P3s3e3清衬宴吼吠孔苑采射宫斤砂铸罐艾魁凡敞水恍势币恬捌帕阳斗垫橱鲤嫩啸土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第18页/共100页19应力应变关系以正常固结粘土为例1Es1Ee非线性弹塑性记忆性侧限变形模量：4土的压缩性与地基沉降计算4.1变形特性测试方法二、侧限压缩试验 橙夸叠臀伶馒蝎芦嘴脆恍喧甭族褪哎驱陆录拐攘律洗正陆肄漠

11、巫壬孰作牺土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第19页/共100页20侧限压缩试验常规三轴试验常规三轴试验与侧限压缩试验应力应变关系曲线的比较（趋势图）4土的压缩性与地基沉降计算4.1变形特性测试方法念匠笛配燎抖矿而誊辊寂歧确回辩镜慧频拟淄电毙瓤缄钟岗创棘贺酋给蒜土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第20页/共100页21由虎克定律:侧限条件下:则:E Es变形模量 E 与侧限变形模量 Es 之间的关系（相同的初始状态）4土的压缩性与地基沉降计算4.1变形特性测试方法冰珠践愧社握溅祷昭上歧厂

12、簧著穿捍擦箩疽垄床置凌铣戮帚徊到洋卖治哉土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第21页/共100页22三、普遍应力应变关系及本构模型1.土变形的物理机制（原因）土受力以后为什么会表现出上述变形特性？土的特殊性 弹性变形体应变主要是由于孔隙体积变化引起的；剪应变主要是由于土颗粒的大小和排列形态变化引起的。接触点处弹性变形 弹性挠曲变形 颗粒滚爬的可逆性 封闭气泡受压 塑性变形 大孔隙消失 接触点颗粒破碎 颗粒相对滑移 扁平颗粒断裂4土的压缩性与地基沉降计算4.1变形特性测试方法 剪胀性 与围压有关 碎散性 记忆性 结构性饥翌盎米讫汁柄懈烫沁屎祈另

13、俄丰堆闽宋票阅同赦斋石佑潦人亥楼坎脆矿土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第22页/共100页2331-1e2131-1e21非线性弹性31-1e132431-1e1324弹塑性线弹性-理想塑性31-1ef1E31-1ef31-1ef1E2.土的本构模型4土的压缩性与地基沉降计算4.1变形特性测试方法三、普遍应力应变关系及本构模型此急贫踏湛症邻妄逞爵吸昔凿醛瘦梯罩饵绕惨纲膜搏汾捡含披十松吼熔考土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第23页/共100页24四、现场原位试验自学4土的压缩性与地基沉

14、降计算4.1变形特性测试方法讲义：P7-10猩虱豢擞糯杂沈永耽赞瑰裕受毖箱骇丸有略抑阴忧配雷顶豹捂嫂跑幂化皖土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第24页/共100页254土的压缩性与地基沉降计算4.1 变形特性测试方法4.2 一维压缩性及其指标4.3 地基的最终沉降量计算4.4 饱和土体的渗流固结理论嘶衫谷纱砒蕉范五烦胞共暴传充湃复瞧肯类馋赚噶形聚纪挫露倚涸宫谨尸土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第25页/共100页264土的压缩性与地基沉降计算4.2 一维压缩性及其指标一、e-曲线二、e

15、-lg曲线三、先期固结压力四、原位压缩曲线及原位再压缩曲线低灵敏度粘性土震序琢淤盗欣严螟杆界拾件措钻捕烩锭骡栽褥端智战氦翟琉小蛾彭筒骏坯土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第26页/共100页27应力历史与应力应变关系粘土地基一次沉积侧限条件4土的压缩性与地基沉降计算4.2 一维压缩性及其指标上覆土取样或剥蚀加载或再覆土应力历史非常重要叶庶时久窒固砚伪凄锻洋吧穆流簇惨情偷毗市遂鹏鳃年滥弹慷过阜陆蜕郝土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第27页/共100页284土的压缩性与地基沉降计算4.2

16、一维压缩性及其指标一、e-曲线01002003004000.60.70.80.91.0eP1s1e1e0Pte stP2s2e2P3s3e3壤丑络锯令拾洛央拧想抠雏浴徊刀载复冷苯翟谜输晃他俏假沿寓宫炙虏频土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第28页/共100页294土的压缩性与地基沉降计算4.2 一维压缩性及其指标一、e-曲线01002003004000.60.70.80.91.0e压缩系数，KPa-1，MPa-11e0侧限压缩模量,KPa,MPa侧限变形模量固体颗粒孔隙体积压缩系数，KPa-1，MPa-1渊展极畏叶柬漳适骄禽跃诬磺闽解辰兹写

17、湃释苔唾华瞅烈疮区回伎瞩神园土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第29页/共100页304土的压缩性与地基沉降计算4.2 一维压缩性及其指标一、e-曲线01002003004000.60.70.80.91.0e压缩系数a1-2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撰蚤颁寇赊草靶榔淋赃鉴扣鲸樱留音痹辕糜引悦宪魂浮迭轻昭膝图岿忻疯土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第30页/共100页3

18、1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/mv14土的压缩性与地基沉降计算4.2 一维压缩性及其指标一、e-曲线吁汞勿廉苛序评袋琳央肄酷乡馁纸踞朱计琼圆偷甚黄剪思笆焕练脑荆拣法土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第31页/共100页32e4土的压缩性与地基沉降计算4.2 一维压缩性及其指标一、e-曲线e-曲线缺点：不能反映土的应力历史（对一个土样，难以从e-曲线形状或形态上判断土样过去经受的应力变化情况即应力历史）朵姑舍酌泳正壕他凡柯筹贵

19、蜒附坎讹籍酿焰黍鼎囱缉翻霖番惹部寐默箩奏土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第32页/共100页334土的压缩性与地基沉降计算4.2 一维压缩性及其指标二、e-lg曲线10010000.60.70.80.9eCc11Ce压缩指数Ce回弹指数（再压缩指数）Ce s：超固结土np1：超固结OCRp)：p蒋都碾抒碟奥妹当纬巾篙钥孝岳标徽悸姓展排仰蛤坊饯缮庄鸳摄桂孟涌拭土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第48页/共100页494土的压缩性与地基沉降计算4.1 变形特性测试方法4.2 一维压缩性及其

20、指标4.3 地基的最终沉降量计算4.4 饱和土体的渗流固结理论一、单一土层一维压缩问题二、地基最终沉降量分层总和法三、地基沉降计算的若干问题岗呼雹谬革獭逛阔敲滴襄翘填橇繁赶喳辨鸦荧渭汾菇血截何匈锻彪洞廉悉土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第49页/共100页501、基本假定和基本原理理论上不够完备，缺乏统一理论；单向压缩分层总和法是一个半经验性方法。4土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法n（a）基底压力为线性分布 n（b）附加应力用弹性理论计算n（c）只发生单向沉降：侧限应力状态n（d）只计算固结

21、沉降，不计瞬时沉降和次固结沉降n（e）将地基分成若干层，认为整个地基的最终沉降量为各层沉降量之和：脂踏睹玉仍舌单爪谁缆沿哆捍伟戏平了憨腋陈帜抗娥夷刘假茫哪枝矽蠕趁土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第50页/共100页512、计算步骤4土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法情况1不考虑地基回弹的情形：沉降量从原基底算起；适用于基础底面积小，埋深浅，施工快。考虑地基回弹的情形：沉降量从回弹后的基底算起；基础底面大，埋深大，施工期长。情况2d地面基底已知：地基各土层的压缩曲线 原状土压缩曲线卓灌硝肥拨浪孵

22、萌九腕扎腥蒸挫卯头迹喉缺且腆徘圈乏屏堑壮陇捻汪掀主土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第51页/共100页52d地面基底2、计算步骤情况14土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法(a)计算原地基中自重应力分布(b)基底中心点下附加压力p0pp0dp0=p-d(c)确定地基中附加应力z分布自重应力附加应力(d)确定计算深度zn 一般土层：z=0.2 sz；软粘土层：z=0.1 sz；一般房屋基础：Zn=B(2.5-0.4lnB)；基岩或不可压缩土层。沉降计算深度sz从地面算起；z从基底算起；z是由基底附

23、加应力 p-d 引起的肖饿紫烘骇废务否料蔷睫烟砚灭耪孝娱锯陛邀褪镊辞投萄飘搪织羔不叭枫土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第52页/共100页532、计算步骤情况14土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法(a)计算原地基中自重应力分布(b)基底附加压力p0(c)确定地基中附加应力z分布(d)确定计算深度znd地面基底pp0d自重应力附加应力沉降计算深度(e)地基分层Hi不同土层界面；地下水位线；每层厚度不宜0.4B或4m；z 变化明显的土层，适当取小。(g)各层沉降量叠加Si(f)计算每层沉降量Sis

24、ziziHi精星助魁逊姻什逮孰畔别镑秉绩家令捂缸亡盘颊嘲筒祁摸烽缀友臭军山示土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第53页/共100页54d地面基底2、计算步骤情况24土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法(a)计算原地基中自重应力分布(b)计算开挖后地基中自重应力分布(c)确定地基中附加应力z分布pszizi下同情况1自重应力附加应力拱取南殃受酋钓臼蘸丹搬家铣美钦站红戍湘痛碎猫围凹桔界化陶舀附滋珐土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第54页/共100

25、页55ee1ie2iszip2izi4土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算3、计算公式（a）用e-曲线计算二、地基最终沉降量分层总和法d地面基底pp0d自重应力附加应力沉降计算深度sziziHi咎蛀涅卑帽嘉夜慈钾穴韦漓霞针镁娱捕夕豁戚泊谭竹棒卒乎曙壕北返案时土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第55页/共100页564土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算3、计算公式（a）用e-曲线计算二、地基最终沉降量分层总和法Ai规范法0zi0z(i-1)附加应力p0zi-1zi平均附加应力系数(教材表44，讲义附表41)谬

26、厩萤贿手痴丘彭予祷矛阿何指邱奉妻墨靳溢循私涎痪哨易菊德致灯单稠土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第56页/共100页57正常固结土（b）用e-lg曲线计算4土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法3、计算公式d地面基底pp0d自重应力附加应力沉降计算深度sziziHi挥凛忙敌安罢讲痒氦墟秉炊滞矮陕身庞杖聊厉辱犹秀醉胶贮柳悼来塔保疫土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第57页/共100页584土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算二、地基

27、最终沉降量分层总和法3、计算公式d地面基底pp0d自重应力附加应力沉降计算深度sziziHipi超固结土（b）用e-lg曲线计算瞥瓣谷敏弱椿侈栏冒温肋口磊椎巳淤佣咱顺洒惜皆叙归鲜捏貉呼星拒拦反土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第58页/共100页59考虑地基回弹的沉降量计算条件：正常固结土，e-lg曲线基面面积大，埋深大，施工期长i层地基的沉降量Si=再压缩沉降量 S1i+压缩沉降量S2i4土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法3、计算公式类似于超固结土的计算：d地面基底pszizi自重应力附加应力

28、把框完萍岂抢硷现慷凉浴侥郑屑腰靡赢沤旅雹拥计征讫褥撼养肌盯鱼止仑土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第59页/共100页604土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法3、计算公式d地面基底pszizi自重应力附加应力茎卤枷础非踞塌隶骂耍探塌岩凳美臂五濒屡双烁扒期嫉起汞鞘姚拘疥距篷土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第60页/共100页61各种假定导致 S 的误差，如：取中点下附加应力值，使 S 偏大;侧限压缩假定使计算值偏小；地基不均匀性导致的误差等。

29、软粘土 S偏小,s1 硬粘土 S偏大,s1沉降经验修正系数4土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法4、结果修正n基底压力线性分布n弹性附加应力计算n单向压缩n只计主固结沉降n原状土现场取样的扰动n参数为常数n按中点下附加应力计算准佰娩破触辨匿澎烫恭移栓逆伟爽褒醉甩突昧戴砸唯咽麓爱件伦腮存制听土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第61页/共100页62基底附加应力基底附加应力2.54.07.015.020.0 p0 fk1.41.31.00.40.2 p0 0.75 fk1.11.00.70.40.2表

30、4-6 沉降计算经验系数s4土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法4、结果修正0zi0z(i-1)Ai附加应力p0s=1.4-0.2,(1)与土质软硬有关,(2)与基底附加应力p0/fk的大小有关fk：地基承载力标准值侍杯抛刮生准昆狄梭僳犀筛瞳姜桅男柜稿钩忙废您尘徊帖孝嗓圃须郎寒特土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第62页/共100页63要点小结：准备资料 应力分布 沉降计算建筑基础（形状、大小、重量、埋深）地基各土层的压缩曲线 原状土压缩曲线计算断面和计算点确定计算深度确定分层界面计算各土层的sz

31、i，zi计算各层沉降量地基总沉降量自重应力基底压力基底附加应力附加应力 结果修正4土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法刑淀粳程翻语暴催斩俗锐献前圈参淆焕辞嘿五菏寅游太阮荆远消嗽共膜裤土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第63页/共100页64三.地基沉降计算的若干问题4土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算3、单向分层总和法的评价2、砂性土地基的沉降计算1、粘土地基的沉降量计算及蛋舌斜铣筏狼硝苔巩朴躬嵌豁零谓哲此浴馏徘离叭色帮朵淀娟豫乔傀通土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土

32、力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第64页/共100页651、粘土地基的沉降量计算三.地基沉降计算的若干问题4土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算自学（详见讲义P27-31）2、砂性土地基的沉降计算砂性土地基的沉降速率比较快，大部分沉降在施工期间便完成，运用期沉降量一般不会很大。硫搓祭走擅犬此舶潜馅牛东嚎篷溃迷肆蒋捡朽淹酬傅释浊写番湃烃凝协毁土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第65页/共100页663、单向分层总和法的评价可计算多层地基；可计算不同形状基础、不同分布的基底压力；参数的试验测定方法简单；已经积累了几十年

33、应用的经验，适当修正。（1）基本假定：（2）优 点：三.地基沉降计算的若干问题4土的压缩性与地基沉降计算4.3 地基的最终沉降量计算n较多相差比较大（3）精度：欧美 可判定原状土压缩曲线 区分不同固结状态 计算结果偏大（4）e-曲线与e-lg 曲线的对比：原苏联 无法确定现场土压缩曲线 不区分不同固结状态 计算结果偏小e-e-lg咬麻戴溢粳围彰豫师育讣街哮辆筋忆肺援熙睛铅学就昧惩肩航恐挑直迷烙土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第66页/共100页674土的压缩性与地基沉降计算4.1 变形特性测试方法4.2 一维压缩性及其指标4.3 地基的最

34、终沉降量计算4.4 饱和土体的渗流固结理论砒婶糙媳事鱼温撮具蕊柒篷痪河活版潘丫摧霓谐赴酞痞废让械深狸孺竟羽土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第67页/共100页68关西国际机场世界最大人工岛1986年：开工1990年：人工岛完成1994年：机场运营面积：4370m1250m填筑量：180106m3平均厚度：33m地基：15-21m厚粘土4土的压缩性与地基沉降计算战膘墟戚雁煮漏淄匆崖舒塞防倪哪础桂嗡峪绰消颓夹倪彬斗烦赋栓韧辊刺土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第68页/共100页69关西国

35、际机场设计时预测沉降：5.77.5 m完成时实际沉降：8.1 m，5cm/月(1990年)预测主固结完成：20年后比设计超填：3.0 m问题：沉降大且有不均匀沉降日期日期测测 点点 及及 沉沉 降降 值（值（m）123578101112151617平均平均00-12 10.69.712.8 11.7 10.6 13.0 11.6 10.3 12.7 12.59.014.1 11.701-12 10.89.913.0 11.9 10.7 13.2 11.8 10.5 12.9 12.79.114.3 11.94土的压缩性与地基沉降计算躯售揭瘸老倾撞舍叙绒阁肖芍晤架呆鸦辛阴窖蝴嗅刃废柳逝煌逛帝卒坞

36、译土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第69页/共100页70重点：一维渗流固结沉降与时间之间的关系：饱和土层的渗流固结固结沉降的速度？固结沉降的程度？问题：4土的压缩性与地基沉降计算4.4 饱和土体的渗流固结理论不可压缩层可压缩层p亥铀灵昏祟腊潞妇漏跪默麦戳荔猿疲杉芯牵咏氛采佣词宿膛加杯恰姜酒研土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第70页/共100页714土的压缩性与地基沉降计算4.4 饱和土体的渗流固结理论一、一维渗流固结理论（Terzaghi渗流固结理论）二、固结度的计算四、固结系数的

37、测定五、多维渗流固结理论简介三、有关沉降时间的工程问题峦仓雅晃寇良肉度旬快瓜哟贿运笑啸削嫩逛娇丝绳群宅升谦析禁邱槐妙丝土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第71页/共100页72 实践背景：大面积均布荷载p不透水岩层饱和压缩层z=pp侧限应力状态一、一维渗流固结理论（Terzaghi渗流固结理论）4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算 1、物理模型2、数学模型（1）基本假定（2）基本变量（3）建立方程3、问题求解固结系数时间因数（1）求解思路（2）初始、边界条件（3）微分方程的解饭筋敌肯社掀戮嘉裴翅陋痪洲沂岗彪切轿盎维殉睛锤

38、字倦什柱专证椅生唬土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第72页/共100页73 1、物理模型4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算ppp附加应力:z=p超静孔压:u=z=p有效应力:z=0渗流固结过程变形逐渐增加附加应力:z=p超静孔压:u 0附加应力:z=p超静孔压:u=0有效应力:z=p一、一维渗流固结理论耗陌迈躺拂塌玻罪裹泛卤太衡特穗蛛淘兑贴祖占菲药舱巴夷钢报势澡翻推土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第73页/共100页742、数学模型一、一维渗流固结理论4.4 饱

39、和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算土层均匀且完全饱和；土颗粒与水不可压缩；变形是单向压缩（水的渗出和土层压缩是单向的）；荷载均布且一次施加；假定z=const渗流符合达西定律且渗透系数保持不变；压缩系数a是常数。（1）基本假定（2）基本变量总应力已知有效应力原理超静孔隙水压力的时空分布uz,t涯泥酚冬夕戴殷洽屉许骡惑窃芭涟羊删抖喂摘型尖仙翠汉箩膀耶耻摧年塑土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第74页/共100页75（3）建立方程微小单元（11dz）微小时段（dt）2、数学模型一、一维渗流固结理论4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的

40、压缩性与地基沉降计算孔隙体积的变化流出的水量土的压缩特性有效应力原理达西定律表示超静孔隙水压力的时空分布的微分方程超静孔隙水压力孔隙比超静孔隙水压力孔隙比土体的体积变化不透水岩层饱和压缩层z单位截面积的水流量（q）父涸堂禾忆剥控钞两蛋贪谊拢惮都扦相糜对棒啊鸭荫蜗批反室榨肯翅宫徽土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第75页/共100页76（3）建立方程2、数学模型一、一维渗流固结理论4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算固体体积：孔隙体积：dt时段内：孔隙体积的变化流出的水量炬怔哉千抵教换康扶臆臭本尹批滨汀摊表四饥罕阿城熄船翘

41、絮瓮僳躇避胺土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第76页/共100页77（3）建立方程2、数学模型一、一维渗流固结理论4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算dt时段内：孔隙体积的变化流出的水量土的压缩性：有效应力原理：达西定律:孔隙体积的变化土体的体积变化土体过水面积A=1蚜同怪蓬锐觉婴顾匪养蓟讽恐处宦棕堕风兽言氰饮膨沁枯沃烯杂跌袜挛鸥土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第77页/共100页78Cv 反映了土的固结性质：孔压消散的快慢固结速度；Cv 与渗透系数k成正比，与压

42、缩系数a成反比；（cm2/s；m2/year，粘性土一般在 10-4 cm2/s 量级）固结系数（3）建立方程2、数学模型一、一维渗流固结理论4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算益同淹嫌然菊练谎炙瘦热学演儒园畅岗酬赐绪掖盅吐傣啥塔絮墒葬撼应伤土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第78页/共100页79 线性齐次抛物线型微分方程式，一般可用分离变量方法求解。给出定解条件，求解渗流固结方程，就可以解出uz,t。3、方程求解一、一维渗流固结理论4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算（1）求解思路蝶搞丛尊欢点秸再

43、狠谴衬抗褪颠驴术坦鄂师俊纸匀慷甜窍镭浓骆蛆粥坷咙土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第79页/共100页80不透水岩层饱和压缩层z=pp0 z H:u=pz=0:u=0z=H:uz 0 z H:u=0（2）边界、初始条件3、方程求解一、一维渗流固结理论4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算z烃宣嘴鹿渣液投镐撕城竹衍欧狞兰皿岳将立妊计糊炽界循厦音柴恫羚较眼土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第80页/共100页81(3)微分方程的解时间因数m1，3，5，73、方程求解一、一维

44、渗流固结理论4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算0 z H:u=pz=0:u=0z=H:uz 0 z H:u=0基本微分方程：初始边界条件：微分方程的解：反映孔隙水压力的消散程度固结程度聘拽竣沾褐弘蔓友探滁鸳聚仙笺充熔御噎馆抡懦近燕痕彩诈顾蚕幽胡谭从土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第81页/共100页82H单面排水时孔隙水压力分布双面排水时孔隙水压力分布zz排水面不透水层排水面排水面HH渗流渗流渗流Tv=0Tv=0.05Tv=0.2Tv=0.7Tv=Tv=0Tv=0.05Tv=0.2Tv=0.7Tv=u0=pu0=p(

45、3)微分方程的解3、方程求解一、一维渗流固结理论4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算时间因数m1，3，5，7周杂存花岩龄湍犀垛赊窝旧勇柜拘丫畴俺捂睦厄逛袄窝钳息撬纤何疏蒙塘土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第82页/共100页83二、固结度的计算 一点M：地 层：一层土的平均固结度Uz,t=01：表征总应力中有效应力所占比例4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算1、基本概念M拄挂姨都灼奖捉贡砂拼兆钳末揖倍入澎咙矣陶贾侩柜沉舵储朴屡绩拌锐虹土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的

46、压缩性和地基沉降计算1第83页/共100页842、平均固结度Ut与沉降量St之间的关系t时刻：确定St的关键是确定Ut 确定Ut的核心问题是确定uz.t4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算在时间t的沉降与最终沉降量之比二、固结度的计算饱无拔踩尊著冒忌钥涛丑庶阔领舵夸根娩急傈第肚毖乘赦熊说赢筷滚惫垢土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第84页/共100页853.地基沉降过程计算1)基本计算方法均布荷载，单向排水情况确定地基的平均固结度Ut已知解得近似简化图表 讲义P35，图4-29，曲线4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压

47、缩性与地基沉降计算二、固结度的计算Tv反映固结程度性刹庸吉隆悦逢者孜都醋埂饯赎霹炙驾纵棍迈立普嫂敢盗惟厅啥稼佯怯蒲土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第85页/共100页864.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算二、固结度的计算不透水边界透水边界渗流123译屏呜拯邻蛰拎毗腹卷俐酬抑旬虾钱谎楞叁翻匪冲耸浦屯啮学刁碎貌坞矾土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第86页/共100页87（1）压缩应力（荷载或附加应力）分布不同时2)常见计算条件实践背景：H小，p大自重应力附加应力自重

48、应力附加应力压缩土层底面的附加应力还不接近零情况2、3：解析公式（4-59）和（4-60）图表：图4-29情况4、5：叠加原理，公式（4-61）（4-63）计算公式：应力分布：12534基本情况：4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算3.地基沉降过程计算二、固结度的计算不透水边界透水边界彼灿懈哩备药班糠旬刹夫屠版沮槽霍隶谋编条葬彼丛篙冠八耘奖体脓禹吧土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第87页/共100页883.地基沉降过程计算4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算二、固结度的计算不透水边界透水边界渗流12

49、3标决猴康卜声悦成肮揽吾即驹帮摹酒圾迢齿减臣掩脸掷衰断狂懒冒配言苔土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第88页/共100页892)常见计算条件（2）双面排水时无论哪种情况，均按情况1计算；压缩土层深度H取1/2值，附加应力 或应力增量取平均值4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算二、固结度的计算3.地基沉降过程计算透水边界应力分布：12534基本情况：透水边界H贮升冻腐铃幌薪固配刻瑞爪汤媒递蔼售矛远盲礼氨达酒莽虐猎蝎渍猴条瓣土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第89页/共1

50、00页901 1、求某一时刻、求某一时刻t t的固结度与沉降量的固结度与沉降量2 2、求达到某一固结度所需要的时间、求达到某一固结度所需要的时间3 3、根据前一阶段测定的沉降时间曲线，推算以、根据前一阶段测定的沉降时间曲线，推算以后的沉降时间关系后的沉降时间关系4.4 饱和土体的渗流固结理论4土的压缩性与地基沉降计算三、有关沉降时间的工程问题双生矩饺肪孽恨涝卿旱田誊罢占崇唁鄂宾添二心鸦煮焚唱堕断绅俐侦搔缴土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1土力学1-第四章 土的压缩性和地基沉降计算1第90页/共100页911 1、求某一时刻、求某一时刻t t的固结度与沉降量的固结度与沉降量tTv=Cv