土的压缩性和地基沉降.ppt





《土的压缩性和地基沉降.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《土的压缩性和地基沉降.ppt(36页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第四章第四章 土的压缩性和地基沉降计算土的压缩性和地基沉降计算4.1 土的压缩性4.2 地基最终沉降量4.3 饱和土渗流固结理论4.4 建筑物沉降观测与地基容许变形主要内容4.1 土的压缩性土的压缩性土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性是指土在压力作用下体积缩小的特性压缩量的组成压缩量的组成n固体颗粒的压缩固体颗粒的压缩n土中水的压缩土中水的压缩n空气的排出空气的排出n水的排出水的排出占总压缩量的占总压缩量的1/400不到,不到,忽略不计忽略不计压缩量主要组成部分压缩量主要组成部分说明:说明:土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果无粘性土无粘性土
2、粘性土粘性土透水性好,水易于排出透水性好,水易于排出压缩稳定很快完成压缩稳定很快完成透水性差透水性差,水不易排出水不易排出压缩稳定需要很长一段时间压缩稳定需要很长一段时间土的固结:土的固结:土体在压力作用下,压缩量随时间增长的过程土体在压力作用下,压缩量随时间增长的过程一、压缩试验一、压缩试验研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法,亦称研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法,亦称固结试验固结试验三联固结仪三联固结仪刚性护环刚性护环加压活塞加压活塞透水石透水石环刀环刀底座底座透水石透水石土样土样荷载荷载注意:注意:土样在竖直压土样在竖直压力作用下,由于环刀力作用下,由于环刀和刚性护环的限制,
3、和刚性护环的限制,只产生竖向压缩,不只产生竖向压缩,不产生侧向变形产生侧向变形1.压缩仪示意图压缩仪示意图2.e-p曲线曲线研究土在不同压力作用下,孔隙比变化规律研究土在不同压力作用下,孔隙比变化规律Vve0Vs1H0/(1+e0)H0VveVs1H1/(1+e)pH1s土样在压缩前后变土样在压缩前后变形量为形量为s,整个过整个过程中土粒体积和底程中土粒体积和底面积不变面积不变土粒高度在受土粒高度在受压前后不变压前后不变整理整理其中其中根据不同压力根据不同压力p作用下,达到稳定的孔隙比作用下,达到稳定的孔隙比e,绘制绘制e-p曲线,曲线,为压缩曲线为压缩曲线pe0eppee-p曲线曲线二、压缩
4、性指标二、压缩性指标压缩性不同的土,曲线形状不同,曲线愈陡,说明在相同压力压缩性不同的土,曲线形状不同,曲线愈陡,说明在相同压力增量作用下,土的孔隙比减少得愈显著,土的压缩性愈高增量作用下,土的孔隙比减少得愈显著,土的压缩性愈高根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标n1.1.压缩系数压缩系数an2.2.压缩模量压缩模量Es n3.3.变形模量变形模量E0曲线曲线A曲线曲线B曲线曲线A压缩性压缩性曲线曲线B压缩性压缩性1.压缩系数压缩系数a土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应应力增量的比值力增量的比值p1p2e1e2M1M2e0
5、epe-p曲线曲线pe利用单位压力增量所引起利用单位压力增量所引起得孔隙比改变表征土的压得孔隙比改变表征土的压缩性高低缩性高低在压缩曲线中,实际采在压缩曲线中,实际采用割线斜率表示土的压用割线斜率表示土的压缩性缩性规范规范用用p1100kPa、p2200kPa对应的压缩系数对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性评价土的压缩性n a1-20.1MPa-1低压缩性土低压缩性土n0.1MPa-1a1-20.5MPa-1中压缩性土中压缩性土n a1-20.5MPa-1高压缩性土高压缩性土2.压缩模量压缩模量Es土在土在侧限侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值,或称为条件下竖向压应力与竖向总应变的比值,
6、或称为侧限模量侧限模量说明:说明:土的压缩模量土的压缩模量Es与土的的压缩系数与土的的压缩系数a成反比,成反比,Es愈大,愈大,a愈小,土的压缩性愈低愈小,土的压缩性愈低n3.变形模量变形模量E0土在土在无侧限无侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值。条件下竖向压应力与竖向总应变的比值。变形模量与压缩变形模量与压缩模量之间关系模量之间关系其中其中土的泊松比,土的泊松比,一般一般00.5之间之间4.2 地基最终沉降量计算一、分层总和法一、分层总和法地基最终沉降量地基变形稳定后基础底面的沉降量地基最终沉降量地基变形稳定后基础底面的沉降量1.基本假设基本假设n地地基基是是均均质质、各各向向同同性性的
7、的半半无无限限线线性性变形体,可按弹性理论计算土中应力变形体,可按弹性理论计算土中应力n在压力作用下,地基土不产生侧向变在压力作用下,地基土不产生侧向变形,可采用侧限条件下的压缩性指标形,可采用侧限条件下的压缩性指标 为了弥补假定为了弥补假定所引起误差,取所引起误差,取基底中心点下的基底中心点下的附加应力进行计附加应力进行计算,以基底中点算,以基底中点的沉降代表基础的沉降代表基础的平均沉降的平均沉降2.单一压缩土层的沉降计算单一压缩土层的沉降计算n在一定均匀厚度土层上施加连续均布在一定均匀厚度土层上施加连续均布荷载,竖向应力增加,孔隙比相应减荷载,竖向应力增加,孔隙比相应减小,土层产生压缩变形
8、,没有侧向变小,土层产生压缩变形,没有侧向变形。形。p可压缩土层可压缩土层H1H0s土层竖向应力由土层竖向应力由p1增加到增加到p2,引起孔隙比从引起孔隙比从e1减小到减小到e2,竖向应力增量为竖向应力增量为p由于由于所以所以3.3.单向压缩分层总和法单向压缩分层总和法n分别计算基础中心点下地基中各个分分别计算基础中心点下地基中各个分层土的压缩变形量层土的压缩变形量si,基础的平均沉基础的平均沉降量降量s等于等于si的总和的总和ei第第i层土的层土的压缩应变压缩应变4.4.单向压缩分层总和法计算步骤单向压缩分层总和法计算步骤e1i由第由第i层的自重应力均值从土的压缩曲线上层的自重应力均值从土的
9、压缩曲线上得到的相应孔隙比得到的相应孔隙比 e2i由第由第i层的自重应力均值与附加应力均值之层的自重应力均值与附加应力均值之和从土的压缩曲线上得到的相应孔隙比和从土的压缩曲线上得到的相应孔隙比nei土的压缩应变土的压缩应变n1.1.绘制基础中心点下地基中自重应力和附加应力分布曲绘制基础中心点下地基中自重应力和附加应力分布曲线线n2.2.确定地基沉降计算深度确定地基沉降计算深度n3.3.确定沉降计算深度范围内的分层界面确定沉降计算深度范围内的分层界面n4.4.计算各分层沉降量计算各分层沉降量n5.5.计算基础最终沉降量计算基础最终沉降量绘制基础中心点下地基中自绘制基础中心点下地基中自重应力和附加
10、应力分布曲线重应力和附加应力分布曲线n确定基础沉降计算深度确定基础沉降计算深度 一般取附加应力与自重应力一般取附加应力与自重应力的比值为的比值为20处,即处,即z=0.2c处的深度作为沉降计算深度的处的深度作为沉降计算深度的下限下限n确定地基分层确定地基分层1.1.不同土层的分界面与地下水位不同土层的分界面与地下水位面为天然层面面为天然层面2.2.每层厚度每层厚度hi 0.4bn计算各分层沉降量计算各分层沉降量 根据自重应力、附加应力曲线、根据自重应力、附加应力曲线、e-p压缩曲线计算任一分层沉降量压缩曲线计算任一分层沉降量 对于软土,应该取对于软土,应该取z=0.2c处,若沉降深度范围内存在
11、基处,若沉降深度范围内存在基岩时,计算至基岩表面为止岩时,计算至基岩表面为止n计算基础最终沉降量计算基础最终沉降量d地基沉降计算深度地基沉降计算深度c线线z线线二、规范法二、规范法n由建筑地基基础设计规范由建筑地基基础设计规范(GB500072002)提出提出n分层总和法的另一种形式分层总和法的另一种形式n沿用分层总和法的假设,并引入平均附加应力系数和地沿用分层总和法的假设,并引入平均附加应力系数和地基沉降计算经验系数基沉降计算经验系数 均质地基土,在侧限条件下,压缩模量均质地基土,在侧限条件下,压缩模量Es不随深度而变,不随深度而变,从基底至深度从基底至深度z的压缩量为的压缩量为附加应力面积
12、附加应力面积深度深度z范围内的范围内的附加应力面积附加应力面积附加应力通附加应力通式式z=K p0代入代入引入平均附引入平均附加应力系数加应力系数因此附加应力因此附加应力面积表示为面积表示为因此因此利用附加应力面积利用附加应力面积A的等代值计算地基任意深度范围内的的等代值计算地基任意深度范围内的沉降量,因此第沉降量,因此第i层沉降量为层沉降量为根据分层总和法基本原理可得成根据分层总和法基本原理可得成层地基最终沉降量的基本公式层地基最终沉降量的基本公式zi-1地基沉降计算深度地基沉降计算深度znzizzi-153 4612b12345612aip0ai-1p0p0p0第第n层层第第i层层ziAi
13、Ai-1地基沉降计算深度地基沉降计算深度zn应该满足的条件应该满足的条件zi、zi-1基础底面至第基础底面至第i层土、第层土、第i-1层土底面的距离层土底面的距离(m)ai、ai-1基础底面至第基础底面至第i层土、第层土、第i-1层土底面范围内平层土底面范围内平均附加应力系数均附加应力系数 当确定沉降计算深度下有软弱土层时,尚应向下继续计当确定沉降计算深度下有软弱土层时,尚应向下继续计算,直至软弱土层中所取规定厚度的计算沉降量也满足上算,直至软弱土层中所取规定厚度的计算沉降量也满足上式,若计算深度范围内存在基岩,式,若计算深度范围内存在基岩,zn可取至基岩表面为止可取至基岩表面为止 当无相邻荷
14、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,基础中范围内,基础中点的地基沉降计算深度可以按简化公式计算点的地基沉降计算深度可以按简化公式计算 为了提高计算精度,地基沉降量乘以一个沉降计算经验为了提高计算精度,地基沉降量乘以一个沉降计算经验系数系数ys,可以查有关系数表得到可以查有关系数表得到地基最终沉降地基最终沉降量修正公式量修正公式三、地基沉降计算中的有关问题三、地基沉降计算中的有关问题n1.1.分层总和法在计算中假定不符合实际情况分层总和法在计算中假定不符合实际情况n 假定地基无侧向变形假定地基无侧向变形 计算结果偏小计算结果偏小n 计算采用基础中心点下土的附加应力和沉降
15、计算采用基础中心点下土的附加应力和沉降 计算结果偏大计算结果偏大n 两者在一定程度上相互抵消误差,但精确误差难以估计两者在一定程度上相互抵消误差,但精确误差难以估计n2.2.分分层层总总和和法法中中附附加加应应力力计计算算应应考考虑虑土土体体在在自自重重作作用用下下的的固结程度,未完全固结的土应考虑由于固结引起的沉降量固结程度,未完全固结的土应考虑由于固结引起的沉降量n相相邻邻荷荷载载对对沉沉降降量量有有较较大大的的影影响响,在在附附加加应应力力计计算算中中应应考考虑相邻荷载的作用虑相邻荷载的作用 n3.3.当当建建筑筑物物基基础础埋埋置置较较深深时时,应应考考虑虑开开挖挖基基坑坑时时地地基基
16、土土的的回弹,建筑物施工时又产生地基土再压缩的情况回弹,建筑物施工时又产生地基土再压缩的情况回弹在压缩影回弹在压缩影响的变形量响的变形量计算深度取至计算深度取至基坑底面以下基坑底面以下5m,当基坑底当基坑底面在地下水位面在地下水位以下时取以下时取10msc考虑回弹再压缩影响的地基变形考虑回弹再压缩影响的地基变形Eci土的回弹再压缩模量,按相关试验确定土的回弹再压缩模量,按相关试验确定yc考虑回弹影响的沉降计算经验系数,取考虑回弹影响的沉降计算经验系数,取1.0Pc基坑底面以上土的自重应力,基坑底面以上土的自重应力,kPa式中:式中:四、例题分析四、例题分析n【例】某厂房柱下单独方形基础,已知基
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 压缩性 地基 沉降

限制150内