第二篇 土力学-4

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1、土的变形性质及地基沉降计算第四章工程实例§4土的变形性质及地基沉降计算问题：沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。左侧建筑物于1969年加固。墨西哥某宫殿左部：1709年；右部：1622年；地基：20多米厚的粘土Kiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触基坑开挖，引起阳台裂缝修建新建筑物：引起原有建筑物开裂高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除建筑物立面高差过大建筑物过长：长高比7.6:1土具有压缩性荷载作用地基发生沉降荷载大小土的压缩特性地基厚度一致沉降（沉降量）差异沉降（沉降差）建筑物上部结构产生

2、附加应力影响结构物的安全和正常使用概述土的特点（碎散、三相）沉降具有时间效应－沉降速率§4土的变形性质及地基沉降计算压缩性测试最终沉降量沉降速率分层总和法Terzaghi一维固结理论室内试验室外试验侧限压缩荷载试验、旁压试验等《建筑地基基础设计规范》方法§4土的变形性质及地基沉降计算（1）压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性叫压缩性。（2）土体压缩的实质：试验研究表明，固体颗粒和水的压缩量是微不足道的，在一般压力作用下，固体颗粒和水的压缩量与土的总压缩量之比非常微小，完全可忽略不计。所以土的压缩可以看作是孔隙体积的减

3、小。§4土的变形性质及地基沉降计算§4.1土的压缩性一、基本概念（3）压缩与时间的关系：土的压缩变形的快慢与土的渗透性有关。在荷载作用下，透水性大的饱和无粘性土，其压缩过程短，建筑物施工完毕时，可认为其压缩变形已基本完成；而透水性小的饱和粘性土，其压缩过程所需时间长，十几年甚至几十年压缩变形才稳定。如意大利的比萨斜塔（4）固结：土体在外力作用下，压缩随时间增长的过程。注意压缩和固结的区别。（5）研究土的压缩性的试验方法：压缩试验、荷载试验§4土的变形性质及地基沉降计算§4.1土的压缩性一、基本概念在施工期间，一般多层

4、建筑物已完成了部分沉降量，其值可参考下表§4土的变形性质及地基沉降计算土类型土类型最终沉降量已完成/(%)砂土80低压缩性土50~80中压缩性土20~50高压缩性土5~20二、侧限压缩试验§4土的变形性质及地基沉降计算§4.1土的压缩性固结仪二、侧限压缩试验水槽内环环刀透水石试样传压板百分表施加荷载，静置至变形稳定逐级加大荷载测定：轴向应力轴向变形试验结果：§4土的变形性质及地基沉降计算§4.1土的压缩性底座绘制压缩曲线e-p二、侧限压缩试验§4土的变形性质及地基沉降计算§4.1土的压缩性Vs=1Vv=e0Vv=ei

5、Vs=1H0HiSiPi01002003004000.60.70.80.91.0e绘制压缩曲线e-p二、侧限压缩试验§4土的变形性质及地基沉降计算§4.1土的压缩性压缩系数，KPa-1，MPa-1三、压缩性指标§4土的变形性质及地基沉降计算§4.1土的压缩性01002003004000.60.70.80.91.0ea1-2常用作比较土的压缩性大小土的类别a1-2(MPa-1)高压缩性土>0.5中压缩性土0.1-0.5低压缩性土<0.1侧限压缩模量,KPa,MPa侧限变形模量三、压缩性指标§4土的变形性质及地基沉降计算

6、§4.1土的压缩性Vs=1Vv=e1Vv=e2Vs=1H1H2SP2P1土的类别Es(MPa)高压缩性土<4中压缩性土4-15低压缩性土>15e-lgP曲线10010000.60.70.80.9eCc11Ce压缩指数Ce回弹指数（再压缩指数）Ce<0.4中压缩性土0.2-0.4低压缩性土<0.2土的回弹曲线§4土的变形性质及地基沉

7、降计算§4.1土的压缩性§4土的变形性质及地基沉降计算§4.1土的压缩性四、载荷试验反压重物四、载荷试验§4土的变形性质及地基沉降计算§4.1土的压缩性静载荷试验的沉降曲线(a)p-s曲线(a)P(kPa)s(mm)PcrPupcr—比例界限荷载，是直线变形阶段的终点，指地基土开始出现剪切破坏时的基底压力。pu—极限荷载，是地基即将破坏时作用在基底上的压力。对刚性基础分布荷载p情况，通过积分得到基础的沉降公式p其中B—承压板边长或直径；ω—沉降系数，ω对刚性方形承压板取0.88；圆形承压板取0.79由上式，根据载荷试

8、验的沉降量，可以计算出土的变形模量E0。取比例界限荷载pcr及相应的沉降量s，有§4土的变形性质及地基沉降计算§4.1土的压缩性由虎克定律:侧限条件下:变形模量E0与侧限变形模量Es之间的关系（相同的初始状态）由(2)得:代入(1)式得:§4土的变形性质及地基沉降计算§4.1土的压缩性变形模量E0与压缩模量Es的关系：关系说明：上式只是理论上的