土力学——土体变形和沉降计算

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1、作业4－2，4－3，4－64－7(1),(2),(3),(4),(6)4-2用Es1-2计算不计沉降计算经验系数s粗砂可以按一层计算4-3埋深D=1.5m考虑沉降计算经验修正系数，p0=fk4-6按一层计算提示：11月8日习题讨论课1第四章土的变形特性与地基沉降计算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3工程实例§4土的压缩性与地基沉降计算问题：沉降2.2米，且左右两部分

2、存在明显的沉降差。墨西哥某宫殿地基：20多米厚的粘土4Kiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触5基坑开挖，引起阳台裂缝6修建新建筑物：引起原有建筑物开裂7高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除8建筑物立面高差过大9建筑物过长：长高比7.6:147m3915019419917587沉降曲线(mm)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11变形特性

3、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外试验侧限压缩、三轴压缩等荷载试验、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？12§4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

4、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：变形、强度特性静力触探试验标准贯入试验14§4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15§4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有机玻璃罩橡皮膜透水石顶帽类型施加σ3时施加σ1－σ3时量测固结排水固结排水体变固结不排水固结不排水孔隙水压力不固结不排水不固结不排水孔隙水压力量测体变或孔压一、常规三轴试验16应力应变关

5、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变形特性测试方法与围压有关非线性剪胀性弹塑性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18水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

6、限压缩试验2、试验方法P1s1e1e0PtestP2s2e2P3s3e319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21由虎克定律:侧限条件下:则:E

7、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2331s-s1e2131s-s1e21非线性弹性31s-s1e132431s-s1e1324弹塑性线弹性-理想塑性31s-s1efs1E31s-s1efs31s-s1efs1E2.土的

8、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24四、现场原位试验自学§4土的压缩性与地基沉降计算§4.