CH4土的变形性质及地基沉降计算

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1、第四章土的压缩性和地基沉降计算BehavioralofSoilCompactionandCalculationofGroundSettlement本章重点：压缩试验、压缩性指标、地基沉降计算方法、单向固结理论及其应用概述研究土体压缩的方法及压缩性指标地基最终沉降量计算应力历史对地基沉降的影响固结理论及沉降与时间的关系主要内容1不均匀沉降造成房屋开裂2墨西哥市艺术宫墨西哥国家首都墨西哥市艺术宫，是一座巨型的具有纪念性的早期建筑。此艺术宫于1904年落成，至今已有90余年的历史。这座艺术宫严重下沉，沉降量竟高达4m。临近的公路下沉2m，公路路面至艺术宫门前高差达2m。参观者需

2、步下9级台阶，才能从公路进入艺术宫。这是地基沉降最严重的典型实例。34.1概述土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。土的压缩通常由三部分组成：地基土的压缩性特点1）土的压缩变形主要是由于孔隙的减小所引起的2）饱和土的压缩需要一定时间才能完成①固体土颗粒被压缩②土中水及封闭气体被压缩③水和气体从孔隙中被挤出。土的压缩变形的快慢与土的渗透性有关。4一室内压缩试验及压缩指标1压缩试验4.2研究土体压缩的方法及压缩性指标567式中e0为土的初始孔隙比，可由土的三个基本实验指标求得，即压缩前后固体颗粒体积不变：82压缩性指标(1)压缩系数ΔhΔhplgPeetpe1e2p2p

3、1e1e2p1α↑土压缩性↑，工程中习惯用100~200Kpa范围内的α1-2e~p曲线e~lgp曲线9(2)压缩指数注：α随P↑变化幅度大，而Cc在压力大的范围内可视为常数10(3)压缩模量由于代入式得：11二现场载荷试验及变形模量1、载荷试验地基载荷试验装置示意图由三部分组成：加载稳压装置反力装置观测装置12现场载荷试验132变形模量P~S曲线：oa段：直线变形阶段,变形模量：OPS••P1Puabcab段：局部剪裂阶段bc段：完全破坏阶段注：1）变形模量是指无侧限情况下的应力与应变的比值，它与压缩模量不同2）深层土的变形模量测定E0——土的变形模量，MPa；μ——

4、土的泊松比，p1——直线段的荷载强度，kPa；S1——相应于P1的裁荷板下沉量，mm；b——承压板的宽度或直径，mm；ω——沉降影响系数14三弹性模量三轴压缩试验确定土的弹性模量注：弹模常用于计算瞬间或短时间内快速作用着荷载时土体的变形。15四压缩性指标间的关系压缩系数a、压缩指数Cc、压缩模量Es都是室内压缩试验侧限条件下的压缩特性的反映，变形模量E0是土在侧向自由膨胀条件下竖向应力与竖向应变的比值，竖向应变中包含弹性应变和塑性应变。弹性模量E指正应力σ与弹性(即可恢复)正应变εd的比值，测定可通过室内三轴试验获得。根据材料力学理论可得变形模量与压缩模量的关系：164.

5、3地基最终沉降量计算一、分层总和法计算最终沉降1．假定：①地基土是一均匀，等向的半无限空间弹性体。②基础沉降量据基础中心点下土柱所受的附加应力进行计算③地基土在压缩变形时，不发生侧向膨胀④地基沉降量等于基底面下某一深度范围内各土层压缩量总和dzizi-1znhiбczбzбcziбczi-1бzi-1бziбczinбznP0地基沉降：最终沉降S沉降St~时间关系172计算方法和步骤：3）计算各分层界面处的自重应力和附加应力，分别绘于基础中心线的左侧与右侧；4）确定沉降计算深度zn。按σzn/σcn≤0.2（软土σzn≤0.1σcn）条件确定。5）计算各分层土的平均自重应

6、力平均附加应力6)令，从该土层的压缩曲线中由查出相应的和1）按比例绘制地基和基础剖面图。2）划分计算薄层。(a)分层厚hi≤0.4b,；(b)天然土层面及地下水位面作为一个分层界面；（c）基底附近附加应力变化大，分层厚度可小些dzizi-1znhiбczбzбcziбczi-1бzi-1бziбczinбznP018197)计算各分层的压缩量：又因故也可用8)计算沉降计算深度范围内地基的最终沉降量：讨论：1)本法实用上只以基底中心点沉降代表基础沉降2)分层总和法算出的沉降与实际相比，坚实地层偏大，软弱地基偏小20[例题4.1]某建筑物基础底面积为正方形，边长l＝b＝4.0

7、m。上部结构传至基础顶面荷载P＝1440kN。基础埋深d＝1.0m。地基为粉质粘土，土的天然重度γ＝l60KN/m3。地下水位深度3.4m。水下饱和重度γsat＝18.2KN/m3。土的压缩试验结果，e～p曲线，如图所示。计算基础底面中点的沉降量。21(2)地基沉降计算分层。计算层每层厚度hi≤0.4b=1.6m。地下水位以上2.4m分两层，各1.2m；第三层1.6m；第四层以下因附加应力很小，均可取2.0m。1.2m1.2m1.6m2.0m(1)绘制基础剖面图与地基土的剖面图22（3）计算地基土的自重应力基础底面地下水面地下