土力学-4土的压缩性和地基沉降计算

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1、4土的变形性质及地基沉降计算§4.1土的压缩性§4.2地基最终沉降量计算§4.3应力历史对地基沉降的影响§4.4地基变形与时间的关系4.1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压缩量的组成固体颗粒的压缩土中水的压缩空气和水的排出占总压缩量的1/400不到，忽略不计压缩量主要组成部分说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果无粘性土粘性土透水性好，水易于排出压缩稳定很快完成透水性差，水不易排出压缩稳定需要很长一段时间土的固结：土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程一、压缩试验研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称压缩试验三联固结仪刚性护环加压活塞透水石环刀底座透水石土

2、样荷载注意：土样在竖直压力作用下，由于环刀和刚性护环的限制，只产生竖向压缩，不产生侧向变形1.压缩仪示意图2.e-p曲线研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律土样在压缩前后变形量为s，整个过程中土粒体积和底面积不变整理其中VsH0/(1+e0)H0VsHi/(1+e)pHisp整理e0eppee-p曲线曲线A曲线B曲线A压缩性＞曲线B压缩性根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比ei，绘制e-p曲线，为压缩曲线e-lgp曲线土的固结试验的结果也可以绘在半对数坐标上，即坐标横轴p用对数坐标，在较高的压力范围内，e-lgp曲线近似地为一直线。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

3、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1.压缩系数a2.压缩指数Cc3.压缩模量Es二、压缩性指标1.压缩系数a土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲线△p△e利用单位压力增量所引起得孔隙比改变表征土的压缩性高低在压缩曲线中，实际采用割线斜率表示土的压缩性《规范》用p1＝100kPa、p2＝200kPa对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性a1-2＜0.1MPa-1低压缩性土0.1MPa-1≤a1-2＜0.5MPa-1中压缩性土a1-2≥0.5MPa-1高压缩性土2.压缩指数Cc同压缩系数a一样，压缩指

4、数也能用来确定土的压缩性大小。Cc值愈大，土的压缩性愈高。Cc＜0.2低压缩性土0.2≤Cc≤0.4中压缩性土Cc>0.4高压缩性土虽然压缩系数和压缩指数都是反映土的压缩性的指标，但两者有所不同。前者随所取的初始压力及压力增量的大小而异，而后者在较高的压力范围内是常数。为了研究土的卸载回弹和再压缩的特性，可以进行卸荷和再加荷的固结试验。3.压缩模量Es土在侧限条件下竖向附加应力与相应的应变增量的比值，或称为侧限压缩模量说明：土的压缩模量Es与土的的压缩系数a成反比，Es愈大，a愈小，土的压缩性愈低Es＜4MPa高压缩性土4MPa≤Es≤15MPa中压缩性土Es>15MPa低压缩性土三、土的载荷

5、试验及变形模量静载荷试验是通过承压板，对地基土分级施加压力p和测试压板的沉降s，便可得到压力和沉降关系曲线。试验装置一般由加荷稳压装置、反力装置及观测装置组成。1.载荷试验3.变形模量E0土在无侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值。变形模量与压缩模量之间关系其中土的泊松比，一般0～0.5之间由弹性力学公式4.2地基最终沉降量计算一、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1.基本假设地基是均质、各向同性的半无限线性变形体，可按弹性理论计算土中应力在压力作用下，地基土不产生侧向变形，可采用侧限条件下的压缩性指标地基土的压缩性随着深度的增大而降低，局部荷载引起的附加应力又随深度的增

6、大而减少，所以超过一定深度的土，其变形对沉降量的贡献小到可忽略不计。沉降时应考虑其土体变形的深度范围内的土层称为地基压缩层，该深度称为地基沉降计算深度。地基沉降计算深度的下限，一般取在地基附加应力等于自重应力的20%处，如在该深度以下有高压缩性土层，则计算深度下限取在一般取在地基附加应力等于自重应力的10%处。2.单一压缩土层的沉降计算在一定均匀厚度土层上施加连续均布荷载，竖向应力增加，孔隙比相应减小，土层产生压缩变形，没有侧向变形。△p∞∞可压缩土层H1H0s土层竖向应力由p1增加到p2，引起孔隙比从e1减小到e2，竖向应力增量为△p由于所以3.单向压缩分层总和法分别计算基础中心点下地基中各

7、个分层土的压缩变形量△si,基础的平均沉降量s等于△si的总和ei第i层土的压缩应变e1i———由第i层的自重应力均值从土的压缩曲线上得到的相应孔隙比e2i———由第i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ei土的压缩应变4.单向压缩分层总和法计算步骤1.分层。将基底以下土分为若干薄层；2.计算各层自重应力和附加应力，并绘制分布曲线；3.确定地基沉降计算深度；4.计算各