《地基沉降计算》PPT课件

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1、第九章土的压缩性和地基沉降计算§9.1土的压缩性§9.2地基最终沉降量§9.3地基沉降与时间的关系主要内容1如果在地基上修建建筑物，地基土内各点不仅要承受土体本身的自重应力，而且要承担由建筑物通过基础传递给地基的荷载产生的附加应力作用，这都将导致地基土体的变形。在附加应力作用下，地基土土体变形，从而将引起建筑物沉降。为什么要研究沉降？基础的沉降量或者各部位的沉降差过大，那么将影响上部建筑物的正常使用，甚至会危及建筑物的安全。2沉降、不均匀沉降工程实例问题：沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。墨西哥某宫殿地基：20多米厚的粘土3由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触沉降

2、、不均匀沉降工程实例概述4长高比过大的建筑物因不均匀沉降墙体产生裂缝47m3915019419917587沉降曲线(mm)中部沉降大——“八”字形裂缝沉降、不均匀沉降工程实例概述5一、基本概念地基土在压力作用下体积减小的特性称为土的压缩性。土体产生压缩变形的原因有以下三个方面：（1）土粒本身的压缩变形；（2）孔隙中水和空气的压缩变形；（3）孔隙中部分水和空气被挤出，土粒互相靠拢，孔隙体积变小第一节土的压缩性压缩量的组成固体颗粒的压缩土中水的压缩空气的排出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6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

3、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试验研究表明，在工程实践中所遇到的压力（约100～600kPa）作用下，土粒和孔隙中水的压缩量很小，可以忽略不计。因此，土的压缩变形主要是由于孔隙减小的缘故，可以用压力与孔隙体积之间的变化来说明土的压缩性，并用于计算地基沉降量。7一、压缩试验研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称固结试验三联固结仪用这种仪器进行试验时，由于刚性护环所限，试样只能在竖向产生压缩，而不能产生侧向变形，故称为单向固结试验或侧限固结试验。8刚性护环加压活塞透水石环刀底座透水

4、石土样荷载1.压缩仪示意图固结容器：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9Vv0=e0VsVv1=e1VsPVs0VsH0H1S孔隙比e0=P——S——e根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-p曲线，为压缩曲线2.e-p曲线研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律103.室内压缩试验曲线e—p曲线e—logp曲线11同一种土，在不同荷载等级下的压缩性是不同的。在相同荷载下，不同土的压缩量或孔隙比减小程度也不同，e-p曲线越陡，土越容易被压缩。结论：e-p曲线上任意一点的斜率代表了土在对应荷载p时的压缩性大小。e—p曲线二.压

5、缩性指标的确定12压缩系数：(负号表示随着压力P的增加e逐渐减小)1.压缩系数——土的压缩性指标之一压缩定律：在压力范围不大时，孔隙比的减小值与压力的增加值成正比。土的压缩系数表示——单位压应力引起的孔隙体积变化单位：MPa-1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作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土的压缩性愈高13为了统一标准，实用上采用e-P曲线上P1=100kPa和P2=200kPa所对应的压缩系数a1-2。用压缩系数评价土的压缩性根据a1-2来评价土的压缩性大小：当a1-2<0.1MPa-1时，属低压缩性土；当0.1MPa-1a1-2<0.5MPa-1

6、时，属中等压缩性土；当a1-20.5MPa-1时，属高压缩性土。用压缩系数评价土的压缩性的标准142.压缩指数e-logP曲线的后段接近为直线，其斜率Cc称为压缩指数。土的压缩性指标之二用Cc评价土的压缩性153.压缩模量Es土在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值，或称为侧限模量说明：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，土的压缩性愈低基本原则——Es越小，土的压缩性越高。判别标准：Es<4MPa时，称为高压缩性土；4MPaEs20MPa时，称为中等压缩性土；Es20MPa时，称为低压缩性土。16第二节地基沉降量计算地基沉降量是指地基土压缩变形达

7、固结稳定的最大沉降量。地基沉降有两方面的原因：一是建筑物荷载在土中产生附加应力，二是土具有压缩性。地基沉降计算方法有分层总和法、弹性理论法、应力历史法、应力路径法等等。分层总和法是目前被广泛采用的沉降计算方法。17在荷载作用下，土体的沉降通常可以分为三部分：（1）瞬时沉降：施加荷载后，土体在很短的时间内产生的沉降。（2）主固结沉降：它是由饱和粘性土在荷载作用下产生的超静孔隙水压力逐渐消散，孔隙水排出，孔隙体积减小而产生的。（3）次固结沉降：指孔隙水压力完全消散，主固结沉降完成后的