教学课件PPT土的压缩性和地基沉降计算

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1、第四章土的压缩性和地基沉降计算§4.1土的压缩性§4.2地基最终沉降量计算§4.3饱和土沉降与时间的关系§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所以,土的压缩是孔隙体积减小的结果。无黏性土黏性土透水性好，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

2、内试验方法，亦称固结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，不产生侧向变形排水也只在竖直方向。1.压缩仪示意图压缩试验示意图2.压缩曲线Vv＝e0Vs＝1H0/(1+e0)H0Vv＝e1Vs＝1H1/(1+e)pH1s1土样在压缩前后变形量为s1，整个过程中土粒体积和底面积不变根据各级荷载pi作用下，达到稳定的孔隙比ei，绘制e-p曲线，为压缩曲线。底面积F同理可得第i级荷载下p1压缩曲线卸荷和再加荷试验所得

3、的回弹曲线和再压曲线二、压缩性指标压缩性不同的土，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Es4.变形模量E0，需要用现场载荷试验测定。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在压缩曲线中，实际采用割线斜率的绝对值勤表示土的压缩性大小。建筑、桥涵等地基规范用p1＝100kPa、p2＝200kPa对应

4、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Cc3.压缩模量Es土体在侧限条件下竖向压应力与竖向应变的比值，或称为侧限模量。说明：土的压缩模量Es与土的压缩系数a成反比，Es愈大，a愈小，土的压缩性愈低。4.变形模量E0土体在无侧限条件下竖向压应力与竖向应变的比值。（1）变形模量与压缩模量之间关系其中土的泊松比，一般0.2～0.45之间（2）变形模量的现场测定载荷试验:通

5、过承载板,对地基土分级施加压力p，测量对应的地基沉降量s土的类型变形模量(kPa)土的类型变形模量(kPa)泥炭100－500松砂10000－20000塑性黏土500－4000密实砂50000－80000硬塑黏土4000－8000密实砂砾石100000－200000较硬黏土8000－150005.弹性模量E（线弹性材料）无侧限单轴压缩条件下的竖向应力与竖向应变之比。（这与材料力学中的没有区别，但土体不能受拉）实测数据表明，高楼在风荷等瞬时荷载作用下地基的变形，饱和土地基的瞬时变形用弹性模量计算与

6、实测值接近。E一般采用三轴仪重复压缩试验测得的初始切线模量Ei或多次加荷的回弹模量Er。§4.2地基最终沉降量计算一、分层总和法地基最终沉降量--地基变形稳定后的沉降量1.基本假定计算土中应力时，假定地基是均质、各向同性的半无限线弹性体；地基的仅发生竖直向的变形，侧向变形忽略不计。2.单一压缩土层的沉降计算在一定厚度的均质土层上施加无限均布荷载，土层产生竖向压缩，没有侧向变形。△p∞∞可压缩土层H2H1s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

7、压缩分层总和法计算各分层的压缩量,它们的和即为沉降量.ei第i层土的压缩应变4.单向压缩分层总和法计算步骤e1i———由第i层的自重应力平均值在土的压缩曲线上查得的相应孔隙比；e2i———由第i层的自重应力平均值与附加应力平均值之和在土的压缩曲线上查得的相应孔隙比。εi--土的压缩应变1.绘制计算点下地基中自重应力和附加应力分布曲线2.确定地基沉降计算深度3.确定沉降计算深度范围内的分层界面4.计算各分层压缩量5.计算地基最终沉降量绘制计算点下地基中自重应力和附加应力分布曲线确定基础沉降计算深度

8、一般取附加应力与自重应力的比值为20％处，即σz=0.2σc处的深度作为沉降计算深度的下限确定地基分层1.不同土层的分界面与地下水位面为天然层面2.每层厚度hi≤0.4b计算各分层的压缩量根据自重应力、附加应力曲线、e-p压缩曲线计算任一分层压缩量对于软土，应该取σz=0.1σc处，若沉降深度范围内存在基岩时，计算至基岩表面为止计算基础最终沉降量d地基沉降计算深度σc线σz线0.2σc5、地基沉降计算的讨论1.分层总和法的假定与实际不完全相符：假定地基无侧向变形和用折线代替曲线分布的附加应力等使