土的壓縮性和地基沉降計算

1、第四章第四章 土的壓縮性和地基沉降計算土的壓縮性和地基沉降計算n4.1 土的壓縮性n4.2 地基最終沉降量n4.3 飽和土滲流固結(jié)理論n4.4 建筑物沉降觀測與地基容許變形主要內(nèi)容4.1 土的壓縮性土的壓縮性土的壓縮性是指土在壓力作用下體積縮小的特性是指土在壓力作用下體積縮小的特性壓縮量的組成壓縮量的組成n固體顆粒的壓縮固體顆粒的壓縮n土中水的壓縮土中水的壓縮n空氣的排出空氣的排出n水的排出水的排出占總壓縮量的占總壓縮量的1/400不到，不到，忽略不計忽略不計壓縮量主要組成部分壓縮量主要組成部分說明：說明：土的壓縮被認為只是由于孔隙體積減小的結(jié)果土的壓縮被認為只是由于孔隙體積減小的結(jié)果無粘性土

2、無粘性土粘性土粘性土透水性好，水易于排出透水性好，水易于排出壓縮穩(wěn)定很快完成壓縮穩(wěn)定很快完成透水性差透水性差，水不易排出水不易排出壓縮穩(wěn)定需要很長一段時間壓縮穩(wěn)定需要很長一段時間土的固結(jié)：土的固結(jié)：土體在壓力作用下，壓縮量隨時間增長的過程土體在壓力作用下，壓縮量隨時間增長的過程n一、壓縮試驗一、壓縮試驗研究土的壓縮性大小及其特征的室內(nèi)試驗方法，亦稱研究土的壓縮性大小及其特征的室內(nèi)試驗方法，亦稱固結(jié)試驗固結(jié)試驗三聯(lián)固結(jié)儀三聯(lián)固結(jié)儀剛性護環(huán)剛性護環(huán)加壓活塞加壓活塞透水石透水石環(huán)刀環(huán)刀底座底座透水石透水石土樣土樣荷載荷載注意：注意：土樣在豎直土樣在豎直壓力作用下，由于壓力作用下，由于環(huán)刀和剛性護環(huán)的

3、環(huán)刀和剛性護環(huán)的限制，只產(chǎn)生豎向限制，只產(chǎn)生豎向壓縮，不產(chǎn)生側(cè)向壓縮，不產(chǎn)生側(cè)向變形變形n1.壓縮儀示意圖壓縮儀示意圖n2.e- -p曲線曲線研究土在不同壓力作用下，孔隙比變化規(guī)律研究土在不同壓力作用下，孔隙比變化規(guī)律Vve0Vs1H0/(1+e0)H0VveVs1H1/(1+e)pH1s土樣在壓縮前后變土樣在壓縮前后變形量為形量為s，整個過整個過程中土粒體積和底程中土粒體積和底面積不變面積不變eHeH11100土粒高度在受土粒高度在受壓前后不變壓前后不變)1(000eHsee整理整理1)1(000wswGe其中其中根據(jù)不同壓力根據(jù)不同壓力p作用下，達到穩(wěn)定的孔隙比作用下，達到穩(wěn)定的孔隙比e，

4、繪制繪制e- -p曲線，曲線，為壓縮曲線為壓縮曲線pe0eppee- -p曲線曲線n二、壓縮性指標二、壓縮性指標壓縮性不同的土，曲線形狀不同，曲線愈陡，說明在相同壓壓縮性不同的土，曲線形狀不同，曲線愈陡，說明在相同壓力增量作用下，土的孔隙比減少得愈顯著，土的壓縮性愈高力增量作用下，土的孔隙比減少得愈顯著，土的壓縮性愈高根據(jù)壓縮曲線可以得到三個壓縮性指標根據(jù)壓縮曲線可以得到三個壓縮性指標n1.1.壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)an2.2.壓縮模量壓縮模量Es n3.3.變形模量變形模量E0曲線曲線A曲線曲線B曲線曲線A壓縮性壓縮性曲線曲線B壓縮性壓縮性n1.壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)a土體在側(cè)限條件下孔隙比減少量與豎向

5、壓土體在側(cè)限條件下孔隙比減少量與豎向壓應應力增量的比值力增量的比值p1p2e1e2M1M2e0epe- -p曲線曲線pe利用單位壓力增量所引起利用單位壓力增量所引起得孔隙比改變表征土的壓得孔隙比改變表征土的壓縮性高低縮性高低pea d d在壓縮曲線中，實際采在壓縮曲線中，實際采用割線斜率表示土的壓用割線斜率表示土的壓縮性縮性1221 ppeepea規(guī)范規(guī)范用用p1100kPa、 p2200kPa對應的壓縮系數(shù)對應的壓縮系數(shù)a1-2評價土的壓縮性評價土的壓縮性n a1-20.1MPa-1低壓縮性土低壓縮性土n0.1MPa-1a1-20.5MPa-1中壓縮性土中壓縮性土n a1-20.5MPa-1

6、高壓縮性土高壓縮性土1221 ppeepea斜斜率率n2.壓縮模量壓縮模量Es土在土在側(cè)限側(cè)限條件下豎向壓應力與豎向總應變的比值，或稱為條件下豎向壓應力與豎向總應變的比值，或稱為側(cè)限模量側(cè)限模量aeEs11說明：說明：土的壓縮模量土的壓縮模量Es與土的的壓縮系數(shù)與土的的壓縮系數(shù)a成反比，成反比， Es愈愈大，大， a愈小，土的壓縮性愈低愈小，土的壓縮性愈低n3.變形模量變形模量E0土在土在無側(cè)限無側(cè)限條件下豎向壓應力與豎向總應變的比值。條件下豎向壓應力與豎向總應變的比值。變形模量與壓縮變形模量與壓縮模量之間關(guān)系模量之間關(guān)系sEE0其中其中1212土的泊松比，土的泊松比，一般一般00.5之間之間

7、4.2 地基最終沉降量計算n一、分層總和法一、分層總和法地基最終沉降量地基變形穩(wěn)定后基礎(chǔ)底面的沉降量地基最終沉降量地基變形穩(wěn)定后基礎(chǔ)底面的沉降量1.基本假設(shè)基本假設(shè)n地基是均質(zhì)、各向同性的半無限線性地基是均質(zhì)、各向同性的半無限線性變形體，可按彈性理論計算土中應力變形體，可按彈性理論計算土中應力n在壓力作用下，地基土不產(chǎn)生側(cè)向變在壓力作用下，地基土不產(chǎn)生側(cè)向變形，可采用側(cè)限條件下的壓縮性指標形，可采用側(cè)限條件下的壓縮性指標 為了彌補假定為了彌補假定所引起誤差，取所引起誤差，取基底中心點下的基底中心點下的附加應力進行計附加應力進行計算，以基底中點算，以基底中點的沉降代表基礎(chǔ)的沉降代表基礎(chǔ)的平均沉降

8、的平均沉降2.單一壓縮土層的沉降計算單一壓縮土層的沉降計算n在一定均勻厚度土層上施加連續(xù)均布在一定均勻厚度土層上施加連續(xù)均布荷載，豎向應力增加，孔隙比相應減荷載，豎向應力增加，孔隙比相應減小，土層產(chǎn)生壓縮變形，沒有側(cè)向變小，土層產(chǎn)生壓縮變形，沒有側(cè)向變形。形。p可壓縮土層可壓縮土層H1H0s土層豎向應力由土層豎向應力由p1增加到增加到p2，引起孔隙比從引起孔隙比從e1減小到減小到e2，豎向應力增量為豎向應力增量為p1121211HeeeHHs1221 ppeepea由于由于所以所以11121)(1HEpHppeass3.3.單向壓縮分層總和法單向壓縮分層總和法n分別計算基礎(chǔ)中心點下地基中各個分

9、分別計算基礎(chǔ)中心點下地基中各個分層土的壓縮變形量層土的壓縮變形量si, ,基礎(chǔ)的平均沉基礎(chǔ)的平均沉降量降量s等于等于si的總和的總和ininiiiHss11i第第i層土的層土的壓縮應變壓縮應變4.4.單向壓縮分層總和法計算步驟單向壓縮分層總和法計算步驟siiiiiiiiiiEpeppaeee1121211)(1e1i由第由第i層的自重應力均值從土的壓縮曲線上層的自重應力均值從土的壓縮曲線上得到的相應孔隙比得到的相應孔隙比 e2i由第由第i層的自重應力均值與附加應力均值之層的自重應力均值與附加應力均值之和從土的壓縮曲線上得到的相應孔隙比和從土的壓縮曲線上得到的相應孔隙比ni土的壓縮應變土的壓縮應

10、變n1.1.繪制基礎(chǔ)中心點下地基中自重應力和附加應力分布曲繪制基礎(chǔ)中心點下地基中自重應力和附加應力分布曲線線n2.2.確定地基沉降計算深度確定地基沉降計算深度n3.3.確定沉降計算深度范圍內(nèi)的分層界面確定沉降計算深度范圍內(nèi)的分層界面n4.4.計算各分層沉降量計算各分層沉降量n5.5.計算基礎(chǔ)最終沉降量計算基礎(chǔ)最終沉降量n繪制基礎(chǔ)中心點下地基中自繪制基礎(chǔ)中心點下地基中自重應力和附加應力分布曲線重應力和附加應力分布曲線n確定基礎(chǔ)沉降計算深度確定基礎(chǔ)沉降計算深度 一般取附加應力與自重應力一般取附加應力與自重應力的比值為的比值為20處，即處，即z=0.2c處的深度作為沉降計算深度的處的深度作為沉降計算

11、深度的下限下限n確定地基分層確定地基分層1.1.不同土層的分界面與地下水位不同土層的分界面與地下水位面為天然層面面為天然層面2.2.每層厚度每層厚度hi 0.4bn計算各分層沉降量計算各分層沉降量 根據(jù)自重應力、附加應力曲線、根據(jù)自重應力、附加應力曲線、e- -p壓縮曲線計算任一分層沉降量壓縮曲線計算任一分層沉降量 對于軟土，應該取對于軟土，應該取z=0.2c處，若沉降深度范圍內(nèi)存在基處，若沉降深度范圍內(nèi)存在基巖時，計算至基巖表面為止巖時，計算至基巖表面為止n計算基礎(chǔ)最終沉降量計算基礎(chǔ)最終沉降量iiiiiheees1211 niiss1d地基沉降計算深度地基沉降計算深度c線線z線線n二、規(guī)范法

12、二、規(guī)范法n由建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范由建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB500072002）提出提出n分層總和法的另一種形式分層總和法的另一種形式n沿用分層總和法的假設(shè)，并引入平均附加應力系數(shù)和地沿用分層總和法的假設(shè)，并引入平均附加應力系數(shù)和地基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)基沉降計算經(jīng)驗系數(shù) 均質(zhì)地基土，在側(cè)限條件下，壓縮模量均質(zhì)地基土，在側(cè)限條件下，壓縮模量Es不隨深度而變，不隨深度而變，從基底至深度從基底至深度z的壓縮量為的壓縮量為szzszszEAdzEdzEs001附加應力面積附加應力面積深度深度z范圍內(nèi)的范圍內(nèi)的附加應力面積附加應力面積dzAzz0附加應力通附加應力通式式z=K p0代入代入引入平均附引入

13、平均附加應力系數(shù)加應力系數(shù)zpAzKdzz00因此附加應力因此附加應力面積表示為面積表示為zpA0sEzps0因此因此zKdzp00利用附加應力面積利用附加應力面積A的等代值計算地基任意深度范圍內(nèi)的的等代值計算地基任意深度范圍內(nèi)的沉降量，因此第沉降量，因此第i層沉降量為層沉降量為)(11011iiiisisiiiiiizzEpEAAsss根據(jù)分層總和法基本原理可得成根據(jù)分層總和法基本原理可得成層地基最終沉降量的基本公式層地基最終沉降量的基本公式zi-1地基沉降計算深度地基沉降計算深度znzizzi-153 4612b12345612ip0i-1p0p0p0第第n層層第第i層層zi)(11101

14、iiiinisiniizzEpssAiAi-1地基沉降計算深度地基沉降計算深度zn應該滿足的條件應該滿足的條件)(1110iiiinisisszzEpsszi、zi-1基礎(chǔ)底面至第基礎(chǔ)底面至第i層土、第層土、第i-1層土底面的距離層土底面的距離(m)i、i-1基礎(chǔ)底面至第基礎(chǔ)底面至第i層土、第層土、第i-1層土底面范圍內(nèi)平層土底面范圍內(nèi)平均附加應力系數(shù)均附加應力系數(shù)niinss1025.0 當確定沉降計算深度下有軟弱土層時，尚應向下繼續(xù)計當確定沉降計算深度下有軟弱土層時，尚應向下繼續(xù)計算，直至軟弱土層中所取規(guī)定厚度的計算沉降量也滿足上算，直至軟弱土層中所取規(guī)定厚度的計算沉降量也滿足上式，若計算

15、深度范圍內(nèi)存在基巖，式，若計算深度范圍內(nèi)存在基巖，zn可取至基巖表面為止可取至基巖表面為止 當無相鄰荷載影響，基礎(chǔ)寬度在當無相鄰荷載影響，基礎(chǔ)寬度在130m范圍內(nèi)，基礎(chǔ)中范圍內(nèi)，基礎(chǔ)中點的地基沉降計算深度可以按簡化公式計算點的地基沉降計算深度可以按簡化公式計算)ln4 .05 .2(bbzn 為了提高計算精度，地基沉降量乘以一個沉降計算經(jīng)驗為了提高計算精度，地基沉降量乘以一個沉降計算經(jīng)驗系數(shù)系數(shù)s，可以查有關(guān)系數(shù)表得到可以查有關(guān)系數(shù)表得到地基最終沉降地基最終沉降量修正公式量修正公式n三、地基沉降計算中的有關(guān)問題三、地基沉降計算中的有關(guān)問題n1.1.分層總和法在計算中假定不符合實際情況分層總和法

16、在計算中假定不符合實際情況n 假定地基無側(cè)向變形假定地基無側(cè)向變形 計算結(jié)果偏小計算結(jié)果偏小n 計算采用基礎(chǔ)中心點下土的附加應力和沉降計算采用基礎(chǔ)中心點下土的附加應力和沉降 計算結(jié)果偏大計算結(jié)果偏大n 兩者在一定程度上相互抵消誤差，但精確誤差難以估計兩者在一定程度上相互抵消誤差，但精確誤差難以估計n2.2.分層總和法中附加應力計算應考慮土體在自重作用下的分層總和法中附加應力計算應考慮土體在自重作用下的固結(jié)程度，未完全固結(jié)的土應考慮由于固結(jié)引起的沉降量固結(jié)程度，未完全固結(jié)的土應考慮由于固結(jié)引起的沉降量n相鄰荷載對沉降量有較大的影響，在附加應力計算中應考相鄰荷載對沉降量有較大的影響，在附加應力計算

17、中應考慮相鄰荷載的作用慮相鄰荷載的作用 n3.3.當建筑物基礎(chǔ)埋置較深時，應考慮開挖基坑時地基土的當建筑物基礎(chǔ)埋置較深時，應考慮開挖基坑時地基土的回彈，建筑物施工時又產(chǎn)生地基土再壓縮的情況回彈，建筑物施工時又產(chǎn)生地基土再壓縮的情況回彈在壓縮影回彈在壓縮影響的變形量響的變形量)(111iiiiniciccczzEPs計算深度取至計算深度取至基坑底面以下基坑底面以下5m，當基坑底當基坑底面在地下水位面在地下水位以下時取以下時取10msc考慮回彈再壓縮影響的地基變形考慮回彈再壓縮影響的地基變形Eci土的回彈再壓縮模量，按相關(guān)試驗確定土的回彈再壓縮模量，按相關(guān)試驗確定c考慮回彈影響的沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，

18、取考慮回彈影響的沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，取1.0Pc基坑底面以上土的自重應力，基坑底面以上土的自重應力，kPa式中：式中：n四、例題分析四、例題分析n【例】某廠房柱下單獨方形基礎(chǔ)，已知基礎(chǔ)底面積尺寸某廠房柱下單獨方形基礎(chǔ)，已知基礎(chǔ)底面積尺寸為為4m4m，埋深埋深d1.0m，地基為粉質(zhì)粘土，地下水位地基為粉質(zhì)粘土，地下水位距天然地面距天然地面3.4m。上部荷重傳至基礎(chǔ)頂面上部荷重傳至基礎(chǔ)頂面F1440kN, ,土土的天然重度的天然重度 16.0kN/m, ,飽和重度飽和重度 sat17.2kN/m，有有關(guān)計算資料如下圖。試分別用分層總和法和規(guī)范法計算關(guān)計算資料如下圖。試分別用分層總和法和規(guī)范法計算基礎(chǔ)

19、最終沉降（已知基礎(chǔ)最終沉降（已知fk= =94kPa）3.4md= =1mb= =4mF=1440kN501002003000.900.920.940.96en【解答】解答】nA.A.分層總和法計算分層總和法計算1.1.計算分層厚度計算分層厚度每層厚度每層厚度hi 0.4b=1.6m，地地下水位以上分兩層，各下水位以上分兩層，各1.2m，地下水位以下按地下水位以下按1.6m分層分層2.2.計算地基土的自重應力計算地基土的自重應力自重應力從天然地面起算，自重應力從天然地面起算，z的取值從基底面起算的取值從基底面起算z(m)c(kPa)01.22.44.05.67.21635.2 54.4 65.

20、9 77.4 89.03.3.計算基底壓力計算基底壓力kNAdGG320kPaAGFp1104.4.計算基底附加壓力計算基底附加壓力kPadpp9403.4md= =1mF=1440kNb= =4m自重應力曲線自重應力曲線附加應力曲線附加應力曲線5.5.計算基礎(chǔ)中點下地基中附加應力計算基礎(chǔ)中點下地基中附加應力用角點法計算，過基底中點將荷載面四等分，計算邊長用角點法計算，過基底中點將荷載面四等分，計算邊長l=b=2m， z=4Kcp0, ,Kc由表確定由表確定z(m)z/bKcz z(kPa)c c(kPa)z /czn (m)01.22.44.05.67.200.61.22.02.83.60.

21、25000.22290.15160.08400.05020.032694.083.857.031.618.912.31635.254.465.977.489.00.240.147.26.6.確定沉降計算深度確定沉降計算深度zn根據(jù)根據(jù)z = 0.2c的確定原則，由計算結(jié)果，取的確定原則，由計算結(jié)果，取zn=7.2m7.7.最終沉降計算最終沉降計算根據(jù)根據(jù)e-曲線曲線，計算各層的沉降量，計算各層的沉降量z(m)z(kPa)01.22.44.05.67.294.083.857.031.618.912.31635.254.465.977.489.0c(kPa)h(mm)120016001600160

22、01600c(kPa)25.644.860.271.783.2z(kPa)88.970.444.325.315.6z+ c(kPa)114.5115.2104.597.098.8e10.9700.9600.9540.9480.944e20.9370.9360.9400.9420.940e1i- e2i1+ e1i0.06180.01220.00720.00310.0021si(mm)20.214.611.55.03.4按分層總和法求得基礎(chǔ)最終沉降量為按分層總和法求得基礎(chǔ)最終沉降量為s=si =54.7mmnB.B.規(guī)范法計算規(guī)范法計算1. 1. c 、z分布及分布及p0計算值見分層總和法計算過

23、程計算值見分層總和法計算過程2. 2. 確定沉降計算深度確定沉降計算深度zn=b(2.50.4lnb)=7.8m3. 3. 確定各層確定各層Esi)(112211iiiiisippeeeE4. 4. 根據(jù)計算尺寸，查表得根據(jù)計算尺寸，查表得到平均附加應力系數(shù)到平均附加應力系數(shù)5.5.列表計算各層沉降量列表計算各層沉降量siz(m)01.22.44.05.67.200.61.22.02.83.6152925771615381617429e20.9370.9360.9400.9420.94054.77.8l/bz/b3.9z(m)0.25000.24230.21490.17460.14330.12

24、050.113600.29080.51580.69840.80250.867608861izi- i-1zi-1(m)0.29080.22500.18260.10410.06510.0185Esi(kPa)7448s(mm)20.714.711.24.83.30.9s(mm)55.6根據(jù)計算表所示根據(jù)計算表所示z=0.6m, , sn =0.9mm 0.025 si =55.6mm滿足規(guī)范要求滿足規(guī)范要求 6.6.沉降修正系數(shù)沉降修正系數(shù)j s 根據(jù)根據(jù)Es =6.0MPa， fk=p0 ，查表得到查表得到s =1.17.7.基礎(chǔ)最終沉降量基礎(chǔ)最終沉降量 s= s s =61.2mmn五、沉降

25、分析中的若干問題五、沉降分析中的若干問題n1.土的回彈與再壓縮土的回彈與再壓縮pe彈性變形彈性變形塑性變形塑性變形adbcb 壓縮曲線壓縮曲線回彈曲線回彈曲線再壓縮曲線再壓縮曲線n1.1.土的卸荷回彈曲線不與原土的卸荷回彈曲線不與原壓縮曲線重合，說明土不是壓縮曲線重合，說明土不是完全彈性體，其中有一部分完全彈性體，其中有一部分為不能恢復的塑性變形為不能恢復的塑性變形n2.2.土的再壓縮曲線比原壓縮土的再壓縮曲線比原壓縮曲線斜率要小得多，說明土曲線斜率要小得多，說明土經(jīng)過壓縮后，卸荷再壓縮時，經(jīng)過壓縮后，卸荷再壓縮時，其壓縮性明顯降低其壓縮性明顯降低n2.粘性土沉降的三個組成部分粘性土沉降的三個

26、組成部分scdssssn1.1.sd 瞬時沉降瞬時沉降n2.2.sc 固結(jié)沉降固結(jié)沉降n3.3. ss 次固結(jié)沉降次固結(jié)沉降n3.3.土的應力歷史對土的壓縮性的影響土的應力歷史對土的壓縮性的影響土的應力歷史：土的應力歷史：土體在歷史上曾經(jīng)受到過的應力狀態(tài)土體在歷史上曾經(jīng)受到過的應力狀態(tài)先期固結(jié)壓力先期固結(jié)壓力pc ：土在其生成歷史中曾受過的最大有土在其生成歷史中曾受過的最大有效固結(jié)壓力效固結(jié)壓力討論：討論：對試樣施加壓力對試樣施加壓力p時，壓縮曲線形狀時，壓縮曲線形狀ppc正常壓縮曲線，斜率陡，土體壓縮量大正常壓縮曲線，斜率陡，土體壓縮量大 土層的先期固結(jié)壓力對其固結(jié)程度土層的先期固結(jié)壓力對其

27、固結(jié)程度和壓縮性有明顯的影響，用先期固結(jié)和壓縮性有明顯的影響，用先期固結(jié)壓力壓力pc與現(xiàn)時的土壓力與現(xiàn)時的土壓力p0的比值描述的比值描述土層的應力歷史，將粘性土進行分類土層的應力歷史，將粘性土進行分類n1.1.正常固結(jié)土正常固結(jié)土先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)時的土壓力先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)時的土壓力pcp0n2.2.超固結(jié)土超固結(jié)土先期固結(jié)壓力大于現(xiàn)時的土壓力先期固結(jié)壓力大于現(xiàn)時的土壓力pcp0n3.3.超固結(jié)土超固結(jié)土先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)時的土壓力先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)時的土壓力pc30%近似取第一項近似取第一項)4/exp(8122vZTUn土質(zhì)相同而厚度不同的兩層土，當壓縮應力分布和排水條土質(zhì)相同而厚度不同

28、的兩層土，當壓縮應力分布和排水條件相同時，達到同一固結(jié)度時時間因素相等件相同時，達到同一固結(jié)度時時間因素相等222121tHctHcvv222121HHtt 土質(zhì)相同、厚度不同土層，土質(zhì)相同、厚度不同土層，荷載和排水條件相同時，達到荷載和排水條件相同時，達到相同固結(jié)度所需時間之比等于相同固結(jié)度所需時間之比等于排水距離平方之比排水距離平方之比n結(jié)論：結(jié)論：對于同一地基情況，將單面排水改為雙面排水，要對于同一地基情況，將單面排水改為雙面排水，要達到相同的固結(jié)度，所需歷時應減少為原來的達到相同的固結(jié)度，所需歷時應減少為原來的1/4 n各種情況下地基固結(jié)度的求解各種情況下地基固結(jié)度的求解地基固結(jié)度基本

29、表達式中的地基固結(jié)度基本表達式中的Uz隨地基所受附加應力和排水條件不隨地基所受附加應力和排水條件不同而不同，因此在計算固結(jié)度與時間的關(guān)系時也應區(qū)別對待同而不同，因此在計算固結(jié)度與時間的關(guān)系時也應區(qū)別對待n1.1.適用于地基土在其自重作用下已固結(jié)完成，基底面積很大而壓縮適用于地基土在其自重作用下已固結(jié)完成，基底面積很大而壓縮土層又較薄的情況土層又較薄的情況n2.2.適用于土層在其自重作用下未固結(jié)，土的自重應力等于附加應力適用于土層在其自重作用下未固結(jié)，土的自重應力等于附加應力n3.3.適用于地基土在自重作用已固結(jié)完成，基底面積較小，壓縮土層適用于地基土在自重作用已固結(jié)完成，基底面積較小，壓縮土層

30、較厚，外荷在壓縮土層的底面引起的附加應力已接近于零較厚，外荷在壓縮土層的底面引起的附加應力已接近于零n4.4.視為視為1、2種附加應力分布的疊加種附加應力分布的疊加n5.5.視為視為1、3種附加應力分布的疊加種附加應力分布的疊加1 12 23 34 45 5H 利用壓縮層透水面上壓縮利用壓縮層透水面上壓縮應力與不透水面上壓縮應力應力與不透水面上壓縮應力之比，繪制固結(jié)度與時間因之比，繪制固結(jié)度與時間因素曲線，確定相應固結(jié)度素曲線，確定相應固結(jié)度透水面上的壓縮應力透水面上的壓縮應力不透水面上的壓縮應力不透水面上的壓縮應力n三、例題分析三、例題分析n【例】厚度厚度H= =10m粘土層，上覆透水層，下

31、臥不透水層，粘土層，上覆透水層，下臥不透水層，其壓縮應力如下圖所示。粘土層的初始孔隙比其壓縮應力如下圖所示。粘土層的初始孔隙比e1= =0.8，壓壓縮系數(shù)縮系數(shù)a= =0.00025kPa-1，滲透系數(shù)滲透系數(shù)k= =0.02m/ /年。試求：年。試求： 加荷一年后的沉降量加荷一年后的沉降量St 地基固結(jié)度達地基固結(jié)度達Uz= =0.75時所需要的歷時時所需要的歷時t 若將此粘土層下部改為透水層，則若將此粘土層下部改為透水層，則Uz= =0.75時所需歷時時所需歷時t157kPa235kPaHp粘土層粘土層不透水層不透水層n【解答】解答】n1.當當t=1年的沉降量年的沉降量 mmHeaSz27311地基最終沉降量地基最終沉降量年年/4 .14)1 (21maekcwv固結(jié)系數(shù)固結(jié)系數(shù)時間因素時間因素144.02tHcTvv5 .1157235查圖表得到查圖表得到Ut= =0.45加荷一年的沉降量加荷一年的沉降量mmSUSzt123n2.當當Uz=0.75所需的歷時所需的歷時t 由由Uz=0.75，1.5查圖得查圖得到到Tv0.47年年26.