4土的变形性质及地基沉降计算Ⅱ

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1、4土的变形性质及地基沉降计算DeformationpropertiesofsoilandcalculationofsubgradesettlementPPT:soilfoundation@163.com(password:foundation)周葆春博士副教授Email：zhoubcxynu@163.com14.1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4.5地基沉降计算有关问题综述24.2地基最终沉降量计算4.2.1分层总和法4.2.2《建筑地基基础设计

2、规范》方法4.2.3弹性力学方法34.2.3弹性力学方法地基沉降的弹性力学公式弹性力学公式常用于计算饱和软粘土地基在荷载作用下的初始沉降，也适用于砂土地基沉降计算。弹性半空间表面作用著一个竖向集中力P时，则半空间表面任意点的竖向位移w(x,y,0)就是地基表面的沉降S:2P(1−μ)S=w(x,y,0)=πEr式中：E土的变形模量。00集中力作用下地表的沉降局部荷载下地面的沉降(a)任意荷载面(b)矩形荷载面4X、Y、Z轴方向的位移：Fx(1+μ)⎡zx⎤u=−⎢(12)−μ⎥32(πE⎣RRR+z)⎦F

3、y(1+μ)⎡zy⎤v=−⎢(12)−μ⎥32(πE⎣RRR+z)⎦2Fz(1+μ)⎡⎤1w=+⎢⎥2(1−μ)32πER⎣⎦R讨论1.应力分布只与F的大小和位置有关,与E和μ或与E无关2.位移表达式与E有关，但一般不用它计算沉降；3.计算公式在集中力作用点处不适用。5矩形荷载作用下地面沉降计算矩形角点下地面沉降计算荷载性质：柔性荷载2计算方法：角点法，叠加原理P(1−μ)S=均布矩形荷载p0(基底附加压力）πE0r作用下，其M点的沉降为：21−μpdξdηS(x,y)=∫∫0πE(−)2+(−)20Ax

4、ξyη按上式积分可得角点C的沉降：21−μS=ωbpc0πE0式中，ω角点沉降系数。c211+m+12ω=[mln+ln(m+m+1)]cπm其中m=l/b6矩形荷载作用下地面沉降计算矩形角点下地面沉降计算矩形中心点下地面沉降均布矩形荷载p作用下，其中心荷载性质：柔性荷载0点的沉降为：计算方法：角点法，叠加原理21−μS=ωbp均布矩形荷载p(基底附加压000πE0力）作用下，其M点的沉降为：ω０中心点沉降系数,ω０＝2ωc。21−μpdξdη0S(x,y)=∫∫πE(−)2+(−)20Axξyη矩形荷载

5、下地面平均沉降按上式积分可得角点C的沉降：均布矩形荷载p作用下，其平021−μ均沉降为：S=ωbpS=(s(x,y)dxdy)/Ac0∫∫πE0A2式中，1−μω角点沉降系数。cS=ωbpm0πE2积分得：011+m+12ω=[mln+ln(m+m+1)]cm式中，ω平均沉降影响系数。πm其中m=l/b7角点法计算的结果和实践经验都表明，柔性荷载下地面的沉降不仅产生于荷载面范围之内，而且还影响到荷载面以外，沉降后的地面呈碟形。但一般基础都具有一定的抗弯刚度，因而基底沉降依基础刚度的大小而趋于均匀，所以中心

6、荷载作用下的基础沉降可以近似地按柔性荷载下基底平均沉降计算。地基沉降弹性力学计算公式一般形式：21−μS=ωbp0局部荷载作用下得地面沉降πE0(a)柔性荷载(b)刚性荷载由于是在不排水条件下产生的沉降,所以计算时采用μ＝0.5和不排水变形模量E沉降影响系数u.。8计算偏心荷载作用下基底附加压力，然后计算荷载集度最大的角点下的沉降。9104.3应力历史对地基沉降的影响4.3.1天然土层应力历史4.3.2先期固结压力的确定4.3.3考虑应力历史影响的地基最终沉降计算114.3.1天然土层应力历史土的应力历史

7、（stresshistoryofsoil）:土在形成的地质年代中受应力变化的情况。先期固结应力(preconsolidationpressure)p：土在历史上曾受到过的最大有效c应力。超固结比(overconsolidationratio)OCR：前期固结应力与现有有效应力之比，OCR＝p/pc正常固结土(NormallyconsolidatedSoil)：OCR=1超固结土(OverconsolidatedSoil)：OCR>1,OCR愈大，土受到的超固结作用愈强，在其他条件相同的情况下，其压缩性愈低

8、。欠固结土(UnderconsolidatedSoil)：OCR<1,土在自重作用下还没有完全固结，土的固结应力未全部转化为有效应力，即尚有一部分由孔隙水所承担。12正常固结土超固结土欠固结土13应力历史对地基沉降的影响Effectofstresshistoryonsettlement在a、b、c三个土层现有地面以下同一深度z处，土的现有应力虽然相同，但是由于它们经历的应力历史不同，因而在压缩曲线上处于不同的位置。正常固结土，