土力学课件2011-6-地基变形

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1、第5章地基变形掌握基础最终沉降量的按分层总和法单向压缩基本公式和规范修正公式的计算；饱和土的有效应力原理地基变形与时间的关系§6地基变形§6.1概述§6.2地基变形的弹性力学公式§6.3基础最终沉降量§6.4地基变形与时间的关系§6地基变形§6.2地基变形的弹性力学公式一、地基表面沉降的弹性力学公式1885年法国学者布辛涅斯克解M(x,y,z)PoyxzxyzrRM(x,y,0)q取坐标z＝0Przs竖直集中力§6.2地基变形的弹性力学公式一、地基表面沉降的弹性力学公式§6地基变形竖直集中力局部柔性荷载面域内积分矩形面积竖直均布荷载角点沉

2、降系数（单位均布矩形荷载p＝1在角点C处产生的沉降）m=l/b矩形竖直向均布荷载角点沉降影响系数ωc§6.2地基变形的弹性力学公式一、地基表面沉降的弹性力学公式§6地基变形矩形面积竖直均布荷载角点C处沉降：查表6-1p0Cm=l/b矩形竖直向均布荷载角点沉降影响系数ωc§6.2地基变形的弹性力学公式一、地基表面沉降的弹性力学公式§6地基变形以角点法，容易求得均布矩形荷载下地基表面任意点的沉降。矩形面积竖直均布荷载中性点O处沉降：oIVIIIIIIoIIIIIIIVp0§6.2地基变形的弹性力学公式一、地基表面沉降的弹性力学公式§6地基变形均

3、布柔性荷载作用下地基表面的沉降呈碟形，中间大、端部小。但一般扩展基础（柱下基础和墙下条形基础）均具有一定抗弯刚度，因而基底沉降趋于均匀。中心荷载作用下基底中心点的沉降可近似按柔性荷载下基底平均沉降算：§6.2地基变形的弹性力学公式一、地基表面沉降的弹性力学公式§6地基变形中心荷载作用下的刚性基础（无筋扩展基础），基础的抗弯刚度很大，因而基底各点的沉降处处相等。将上述各式统一表达为：§6地基变形二、刚性基础倾斜的弹性力学公式刚性基础承受单向偏心荷载时，沉降后基底为倾斜平面，基底形心处的沉降（即平均沉降）按前述取ω＝ωr计算。基底倾斜的弹性力学

4、公式为：§6地基变形小结：地基变形的弹性力学公式的统一表达式为：可用于计算：1.柔性荷载①角点沉降(ωc)②中点沉降(ωo)③平均沉降(ωm)2.刚性基础平均沉降(ωr)当计算最终沉降量时，模量E取变形模量E0（排水模量），μ按实际值取用当计算瞬时沉降量时，模量E取弹性模量E，且取μ＝0.5？为什么缺点：①计算结果往往偏大；②无法考虑相邻荷载影响。§6地基变形为什么瞬时沉降计算时取μ＝0.5？设荷载作用下x、y、z方向的应变分别为εx、εy、εz体积应变：将广义虎克定律代入，得：瞬时沉降剪切变形§6地基变形§6.3基础最终沉降量最终沉降量s

5、∞：t∞时地基最终沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑沉降过程。不可压缩层可压缩层σz=p0p0§6地基变形一、分层总和法二、应力历史法三、斯肯普顿－比伦法§6.3基础最终沉降量四、地基沉降计算的若干问题§6地基变形§6.3基础最终沉降量一、分层总和法1.分层总和法单向压缩基本公式（1）薄压缩层地基（单一土层一维压缩问题）地面地基表面a、计算简图压缩前压缩后侧限条件σz=p0p0HH/2H/2γ,e1（a）e-p曲线（b）e-lgp曲线（应力历史法）§6地基变形§6.3基础最终沉降量一、分层总和法（1）薄压缩层地基（单一土层一维压缩问题）ee

6、1e2p1p2Δpb、计算公式§6地基变形§6.3基础最终沉降量一、分层总和法（1）薄压缩层地基（单一土层一维压缩问题）以公式为例确定：测定：e-p曲线（或者e-lgp曲线）查定：算定：c、计算步骤侧限条件Hσz=p0p0H/2H/2γ,e1ee1e2p1p2Δp§6地基变形§6.3基础最终沉降量一、分层总和法（1）薄压缩层地基（单一土层一维压缩问题）a、基本假定和基本原理理论上不够完备，缺乏统一理论；单向压缩分层总和法是一个半径验性方法。①假设基底压力为线性分布②附加应力用弹性理论计算③只发生单向沉降：侧限应力状态④只计算固结沉降，不计瞬

7、时沉降和次固结沉降⑤将地基分成若干层，认为整个地基的最终沉降量为各层沉降量之和：§6地基变形§6.3基础最终沉降量（2）成层土地基一、分层总和法b、计算步骤情况1不考虑地基回弹的情形：沉降量从原基底算起；适用于基础底面积小，埋深浅，施工快。考虑地基回弹的情形：沉降量从回弹后的基底算起；基础底面大，埋深大，施工期长。情况2d地面基底已知：地基各土层的压缩曲线原状土压缩曲线§6地基变形§6.3基础最终沉降量一、分层总和法（2）成层土地基d地面基底b、计算步骤－情况1(a)计算原地基中自重应力分布(b)基底附加压力p0pp0dp0=p-d

8、(c)确定地基中附加应力z分布自重应力附加应力(d)确定计算深度zn①一般土层：σz=0.2σsz；②软粘土层：σz=0.1σsz；③一般房屋基础：zn=b(2.5-0.4ln