高等土力学-土的压缩与固结-清华大学于玉贞-2015

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1、1高等土力学清华大学水利水电工程系岩土工程研究所于玉贞第5章土的压缩与固结2第5章土的压缩与固结作业19，243关西国际机场世界最大人工岛http://www.kiac.co.jp/2007年8月第二条跑道运营冲积层预设排水砂桩上洪积层未作处理5.10km25.45km24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：4370m×1250m填筑量：180×106m3平均厚度：33m地基：多层厚粘土问题：沉降大且有不均匀沉降设计时预测沉降：5.7-7.5m完成时实际沉降：8.1m，5cm/月(199

2、0年)预测主固结完成：20年后比设计超填：3m5冲积层预设排水砂桩洪积层未作处理6日期测点及沉降值（m）123578101112151617平均00-1210.69.712.811.710.613.011.610.312.712.59.014.111.6801-1210.89.913.011.910.713.211.810.512.912.79.114.311.8706-1211.510.513.712.511.113.812.411.013.613.39.515.012.4908-1211.710.713.912.711.213.912.

3、511.113.713.59.615.112.6309-1211.810.814.012.711.314.012.611.113.813.69.615.212.7112-1212.111.014.313.011.414.212.811.314.013.89.715.412.927关西国际机场二期81.水路部門パナマ運河2.空港部門関西国際空港3.鉄道部門ユーロトンネル鉄道4.ダム部門フーバーダム5.道路部門アメリカ州間高速道路6.長大橋部門ゴールデン・ゲート・ブリッジ7.高層ビル部門エンパイア・ステート・ビル8.下水道部門シカゴ下水システム

4、9.上水道部門カリフォルニア上水システム10.廃棄物処理システム部門未選定9新京报2011年4月9日报道　最近，深圳填海区地面下沉，裂缝赫然蜿蜒在广场上和一些楼盘底部。深圳以牺牲生态环境为代价的大规模填海造地，填海区内不少土地被用于发展房地产，造商品房、豪宅。专家指出，深圳向海洋要房地产，暴露出地方政府“唯GDP”论和“土地财政”思维，与建设世界一流城市目标背道而驰。近日，记者在深圳填海区看到，一些楼盘地面发生沉降，严重之处，地面和台阶之间撕裂形成的缝隙，足以塞进一个拳头，“局部看上去，有点像美国灾难片中的场景。”深圳市民徐燕说。105.1

5、概述5.2地基沉降的计算方法5.3单向固结的普遍方程及一般问题5.4土的三维固结理论5.5关于土体固结的其它问题简介115.1概述5.1.1压缩、沉降与固结5.1.2研究历史与发展5.1.3土中水的变化与土的压缩5.1.4单向压缩试验的各种参数5.1.5影响土的压缩性的因素5.1.6引起地基沉降的原因5.1.7沉降的分类：瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降12压缩：平均应力p增加，使土的体积减少(体缩、收缩）沉降：地基竖直向下的位移，主要是由于压缩引起的，也可能由于剪缩、形变、湿陷、融陷等固结：土体完成压缩变形要经历一段时间过程。对于饱和土，荷

6、载增加→引起(超静）孔隙水压力增加→部分孔隙水从土体中排出→土中孔隙水压力相应地转为土粒间的有效应力→土体逐渐压缩（反之，负孔压及应力解除引起膨胀）,直至变形趋于稳定。这一变形的全过程称为固结。5.1.1压缩、沉降与固结5.1概述135.1.2研究历史与发展—压缩与沉降计算1.单向压缩变形—分层总和法2.考虑三向变形的沉降计算3.考虑土的应力历史、应力路径等因素的沉降计算4.非线性弹性模型、弹塑性模型的有限单元法计算及其它数值计算方法5.1概述145.1.2研究历史与发展—固结分析1.太沙基的饱和土体一维固结理论：假设；2.太沙基(Terz

7、aghi)与伦杜立克（Rendulic）的拟三维固结方程，其中假设了固结过程中总应力（正应力之和）为常量；3.比奥（Biot）考虑了材料三向变形以及孔隙流体与土骨架的相互作用，导出比较完善的三向固结方程；4.比奥固结理论与各种本构模型的耦合；5.非饱和土的固结问题；6.非饱和土的流固耦合的渗流固结问题。5.1概述155.1.3土中水的变化与土的压缩土体压缩一般是孔隙中流体体积变化的结果。Ww：土中水重5.1概述16①饱和度变化；②孔隙比变化；③水容重变化；④土粒容重变化。后二者微不足道。土中水重量的几种变化14325.1概述17（1）e与S

8、r均为常量：稳定渗流。（2）Sr为常量（＝1）,e变化：饱和土体的渗流固结问题。（3）e为常量,Sr变化：非饱和土体积恒定时的减湿（Sr减小)或增湿(Sr增大)。（4）e与Sr均