第四章土的壓縮性與地基沉降計算

1、 第四章 土的壓縮性與地基沉降計算主要掌握：地基沉降計算的地基土壓縮性指標(biāo)以及測定方法；掌握分層法和應(yīng)力面積法；掌握太沙基一維固結(jié)理論，掌握地基隨時間變化規(guī)律。1， 土的壓縮性：在外力作用下土體積縮小的特殊性；其特點為：孔隙體積減少引起；土的固結(jié)。來源有：1）固體顆粒被壓縮；2）土中水和封閉氣體被壓縮；3)水和氣體被壓縮。2， 土的實驗：室內(nèi)固結(jié)試驗和現(xiàn)場原位試驗（荷載試驗、旁壓試驗）。室內(nèi)固結(jié)試：室內(nèi)試驗測定土的壓縮性指標(biāo)，常用不允許土樣產(chǎn)生側(cè)向變形，即側(cè)限條件的固結(jié)試驗，非飽和土只用于壓縮，亦稱壓縮試驗。測定土的壓縮系數(shù)a、壓縮模量Es等壓縮性指標(biāo)；其成果是壓縮曲線。其根據(jù)土粒面積和橫截面

2、不變，可得，然后繪制孔隙比和所受壓力的關(guān)系，即壓縮曲線、得到：3， 壓縮性指標(biāo)：壓縮系數(shù)a：單位壓力增量所引起的孔隙比的改變。，a越大，壓縮性越高。ep曲線越陡， a就越大，土的壓縮性越高。壓縮曲線不是直線，即使是同一種土，其壓縮系數(shù)也不是常量。a1-2表示采用壓力段由p1=0.1MPa增加到p2=0.2Mpa時的壓縮系數(shù)。4， 壓縮模量Es ：土體側(cè)限條件下豎向附加應(yīng)力與豎向應(yīng)變的比值，也稱側(cè)限模量。其大小反映了土體在單向壓縮條件下對壓縮變形的抵抗能力。，Es與a稱反比Es愈大，愈小，土體的壓縮性愈低，非常數(shù)。得到：5， 壓縮指數(shù)Cc：土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與豎向有效壓應(yīng)力常用對數(shù)值增

3、量的比值。在較高的壓力范圍內(nèi)，壓縮曲線近似為一直線，很明顯，該直線越陡，意味著土的壓縮性越高。6， 體積壓縮系數(shù)mv ：土體在側(cè)限條件下體積應(yīng)變與豎向與豎向應(yīng)力增量的比，即單位應(yīng)力增量作用下土體單位體積的變化?；蛘?， 回彈指數(shù)（再壓縮指數(shù)）Ce：再壓縮曲線中其卸載段和再壓縮段的平均斜率；一般CeCc8， 彈性模量E:指正應(yīng)力和彈性應(yīng)變的比值，通過循環(huán)加載后趨于穩(wěn)定。 現(xiàn)場載荷實驗：9， 變形模量Eo：由現(xiàn)場靜載荷試驗測定的土的壓縮性指標(biāo)。表示土體在無側(cè)限條件下應(yīng)力應(yīng)變之比。，1.0。但也有可能使得>1.土的結(jié)構(gòu)性越強(qiáng)，壓縮性越小，比值越大。10， 三種模量之間的關(guān)系：壓縮模量Es：土在

4、完全側(cè)限條件下得到，其將用語地基最終沉降量計算的分層總和法、應(yīng)力面積法中。變形模量Eo：土在側(cè)向自由膨脹下得到，用語彈性理論法估算中。彈性模量E：同靜力法或者動力法得到。用語彈性理論估算初始瞬時沉降。土的應(yīng)力歷史：11， 先期固結(jié)應(yīng)力：土在歷史上曾受到過的最大有效應(yīng)力pc；現(xiàn)有有效應(yīng)力p1；超固結(jié)比OCR>1 超固結(jié)土；OCR1 正常固結(jié)土；OCR<1 欠固結(jié)土。地基沉降計算：12， 彈性力學(xué)求不同荷載作用下的沉降；基礎(chǔ)最終沉降量：13， 分層總和法：將壓縮層范圍內(nèi)的地基分層，計算每一分層的壓縮量，然后累加得總沉降量。步驟：1）地基分層，厚度不大于0.4b；2) 繪制基礎(chǔ)中心下地基

5、的自 重應(yīng)力分布曲線和附加應(yīng)力分布曲線，求、；3）確定沉降計算深度：；4）計算分層沉降量Si：，；5）按下式計算基礎(chǔ)的最終沉降14， 應(yīng)力面積法：1）將土自然分層；2）通過平均附加應(yīng)力系數(shù)，按照深度范圍的附加應(yīng)力按照等面積原則華為相同深度范圍內(nèi)矩形分布式的分布應(yīng)力大?。?）按照矩形分布應(yīng)力情況計算圖層的壓縮量；4）求總和。5）有相臨荷載時，我國建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范規(guī)定采用下式確定沉降計算深度：；當(dāng)無相臨荷載影響時，基礎(chǔ)寬度在130m范圍時，基礎(chǔ)中點的地基沉降計算深度6）沉降修正地基變形與時間的關(guān)系15，飽和土中的有效應(yīng)力：土中固體顆粒（土粒）接觸點傳遞的粒間應(yīng)力；孔隙壓力（應(yīng)力）：通過土中孔隙傳遞的壓力（包括孔隙水壓力靜水壓力和超孔隙水壓力、孔隙氣壓力）。太沙基一維固結(jié)理論1.基本假設(shè)土是均質(zhì)、各向同性和完全飽和的；土粒和孔隙水是不可壓縮的，土的壓縮完全由孔隙體積的減小引起；土中水的滲透服從達(dá)西定律；土在滲透固結(jié)中，土的滲透系數(shù)k和壓縮系數(shù)都是不變的常數(shù)；外荷是一次驟然施加的，在固結(jié)過程中保持不變；土體變形完全是孔隙水壓力消散引起的。適用條件：荷載面積遠(yuǎn)大于壓縮土