土的压缩性和地基沉降计算教学教案讲义

《土的压缩性和地基沉降计算教学教案讲义》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章土的压缩性和地基沉降计算学习指导内容简介本章将重点介绍用于地基沉降计算的地基土压缩性指标及其测定方法。对地基最终沉降量的计算问题，重点介绍分层总和法和规范法两种方法。对沉降与时间的关系问题，将主要介绍太沙基一维固结理论。此外本章还将简单介绍地基的容许沉降量和减小沉降危害的措施。教学目标在学习土的压缩性的基础上，掌握地基沉降量计算方法和饱和土体的一维固结理论。学习要求1、掌握土的压缩性与压缩性指标的确定方法2、熟悉土的前期固结压力的确定方法3、掌握地基沉降计算的分层总和法和规范法4、掌握一维渗流固结理论

2、及实际工程上的运用5、了解沉降差与倾斜基本概念压缩性、压缩模量、压缩系数、压缩定律、压缩指数、变形模量、前期固结压力、超固结比、地基总沉降量、固结度、土层平均固结度、固结系数学习内容第一节概述第二节土的压缩性试验及压缩性指标第三节地基沉降量计算第三节饱和土体渗透固结理论第五节地基容许沉降量与减小沉降危害的措施学时安排本章总学时数：15学时第一节0.5学时第二节 4学时第三节 6学时第四节 4学时第五节 0.5学时73主要内容第一节概述一般地基的压缩变形，主要由建筑物荷重产生的附加应力而引起。其次，欠固结土层

3、的自重、地下水位下降、水的渗流及施工影响等可引起地面的下沉。本章主要分析在建筑物荷载作用下地基的变形。这种变形既有垂向的，也有水平的。由于建筑物基础的沉降量与地基的垂向变形量是一致的，因此通常所说的基础沉降量指的就是地基的垂向变形量，下面所谈到的变形与沉降二词没有严格区分。一、地基土产生压缩的原因：1、压缩变形的本质土的压缩性是指土在压力作用下体积压缩变小的性能。在荷重作用下，土发生压缩变形的过程就是土体积缩小的过程。土是由固、液、气三相物质组成的，土体积的缩小必然是土的三相组成部分中各部分体积缩小的结果。

4、土的压缩变形可能是：①土粒本身的压缩变形，②孔隙中不同形态的水和气体的压缩变形，③孔隙中水和气体有一部分被挤出，土的颗粒相互靠拢使孔隙体积减小。大量试验资料表明，在一般建筑物荷重（100—600kPa）作用下，土中固体颗粒的压缩量极小，不到土体总压缩量的1/400，水通常被认为是不可压缩的(水的弹模E=2×103MPa)。气体的压缩性较强，压缩量与压力的增量成正比，在密闭系统中，土的压缩是气体压缩的结果，但压力消失后，土的体积基本恢复，即土呈弹性。自然界中土一般处于开启系统，孔隙中的水和气体在压力作用下不可

5、能被压缩而是被挤出。因此，目前研究土的压缩变形都假定：土粒与水本身的微小变形可忽略不计，土的压缩变形主要是由于孔隙中的水和气体被排出，土粒相互移动靠拢，致使土的孔隙体积减小而引起的，因此土体的压缩变形实际上是孔隙体积压缩，孔隙比减小所致。这种变形过程与水和气体的排出速度有关，开始时变形量较大，然后随着颗粒间接触点的增大而土粒移动阻力增大，变形逐渐减弱。对于饱和土来说，孔隙中充满着水，土的压缩主要是由于孔隙中的水被挤出引起孔隙体积减小，压缩过程与排水过程一致，含水量逐渐减小。饱和砂土的孔隙较大，透水性强，在压

6、力作用下孔隙中的水很快排出，压缩很快完成。但砂土的孔隙总体积较小，其压缩量也较小。饱和粘性土的孔隙较小而数量较多，透水性弱，在压力作用下孔隙中的水不可能很快被挤出，土的压缩常需相当长的时间，其压缩量也较大。非饱和土在压力作用下比较复杂，首先是气体外逸，空气未完全排出，孔隙中水分尚未充满全部孔隙，故含水量基本不变，而是饱和度逐渐变化。当土的饱和度达到饱和后，其压缩性与饱和土一样。2．外因：（1）建筑物荷载作用，这是普遍存在的因素；（2）地下水位大幅度下降，相当于施加大面积荷载；（3）施工影响，基槽持力层土的结

7、构扰动；73（4）振动影响，产生震沉；（5）温度变化影响，如冬季冰冻，春季融化；（6）浸水下沉，如黄土湿陷，填土下沉。3．内因：（1）固相矿物本身压缩，极小，物理学上有意义，对建筑工程来说没有意义的；（2）土中液相水的压缩，在一般建筑工程荷载（100~600）Kpa作用下，很小，可不计；（3）土中孔隙的压缩，土中水与气体受压后从孔隙中挤出，使土的孔隙减小。上述诸多因素中，建筑物荷载作用是外因的主要因素，通过土中孔隙的压缩这一内因发生实际效果。二、有关沉降量的一些概念1、建筑物的沉降量：是指地基土压缩变形达固

8、结稳定的最大沉降量，或称地基沉降量。2、地基最终沉降量：是指地基土在建筑物荷载作用下，变形完全稳定时基底处的最大竖向位移。3、地基沉降的原因：（1）建筑物的荷重产生的附加应力引起；（2）欠固结土的自重引起；（3）地下水位下降引起和施工中水的渗流引起。4、基础沉降划分：基础沉降按其原因和次序分为：瞬时沉降Sd；主固结沉降Sc和次固结沉降Ss三部分组成。瞬时沉降：是指加荷后立即发生的沉降，对饱和土地基，土中水尚未排出