工程地質(zhì)與地基基礎(chǔ) 03土中應(yīng)力和沉降ppt課件

1、第三章 地基應(yīng)力和沉降 3.1 土中自重應(yīng)力3.2 基底壓力3.3 地基附加應(yīng)力3.4 土的緊縮性3.5 地基最終沉降量3.1 土中自重應(yīng)力 自重應(yīng)力：由于土體本身自重引起的應(yīng)力自重應(yīng)力：由于土體本身自重引起的應(yīng)力確定土體初始確定土體初始應(yīng)力形狀應(yīng)力形狀 土體在自重作用下，在漫長的地質(zhì)歷史時(shí)期，曾經(jīng)緊土體在自重作用下，在漫長的地質(zhì)歷史時(shí)期，曾經(jīng)緊縮穩(wěn)定，因此，土的自重應(yīng)力不再引起土的變形。但對(duì)縮穩(wěn)定，因此，土的自重應(yīng)力不再引起土的變形。但對(duì)于新堆積土層或近期人工充填土應(yīng)思索自重應(yīng)力引起的于新堆積土層或近期人工充填土應(yīng)思索自重應(yīng)力引起的變形。變形。一、豎向自重應(yīng)力一、豎向自重應(yīng)力天然地面cz c

2、x cy 11zzcz zcz cz= z 土體中恣意深度處的豎向自重應(yīng)力等于單位面積上土柱土體中恣意深度處的豎向自重應(yīng)力等于單位面積上土柱的有效分量的有效分量二、成層土的自重應(yīng)力計(jì)算二、成層土的自重應(yīng)力計(jì)算iniinnczhhhh 12211闡明：闡明：1.1.非均質(zhì)土中自重非均質(zhì)土中自重應(yīng)力沿深度呈折線應(yīng)力沿深度呈折線分布分布2.2.地下水位以下透地下水位以下透水土層采用浮重度水土層采用浮重度3.3.地下水位以下有地下水位以下有不透水層時(shí)，在不不透水層時(shí)，在不透水面上應(yīng)加上水透水面上應(yīng)加上水的重力的重力4.4.地下水位升降變地下水位升降變化，會(huì)引起地面下化，會(huì)引起地面下沉或土質(zhì)軟化沉或土質(zhì)

3、軟化 天然地面天然地面h1h2h33 2 1 水位面水位面1 h1 1 h1 + 2h2 1 h1 + 2h2 + 3h3 三、例題分析三、例題分析 【例】一地基由多層土組成，地質(zhì)剖面如以下圖所示，試計(jì)算并繪制自重應(yīng)力cz沿深度的分布圖 解：57.0kPa80.1kPa103.1kPa150.1kPa194.1kPa 基底壓力：建筑物上部構(gòu)造荷載和根底自重基底壓力：建筑物上部構(gòu)造荷載和根底自重經(jīng)過根底傳送給地基，作用于根底底面?zhèn)髦两?jīng)過根底傳送給地基，作用于根底底面?zhèn)髦恋鼗膯挝幻娣e壓力地基的單位面積壓力F3.2 基底壓力 影響基底壓力的要素影響基底壓力的要素: :根底的外形、大小、剛度，埋根底

4、的外形、大小、剛度，埋置深度，根底上作用荷載的性質(zhì)中心、偏心、傾置深度，根底上作用荷載的性質(zhì)中心、偏心、傾斜等及大小、地基土性質(zhì)斜等及大小、地基土性質(zhì) 一、中心荷載作用下的基底壓力一、中心荷載作用下的基底壓力AGFp假設(shè)是條形根底，假設(shè)是條形根底，F(xiàn),GF,G取單位長度取單位長度基底面積計(jì)算基底面積計(jì)算G= GAd取室內(nèi)外平取室內(nèi)外平均埋深計(jì)算均埋深計(jì)算3/20mkNG二、偏心荷載作用下的基底壓力二、偏心荷載作用下的基底壓力F+G eelbpmaxpminWMAGFppminmax作用于根底底面作用于根底底面形心上的力矩形心上的力矩M=(F+G)M=(F+G)e e 根底底面的抵根底底面的抵抗

5、矩；矩形截抗矩；矩形截面面W=bl2/6 W=bl2/6 leblGFpp61minmaxleblGFpp61minmax討論：討論：當(dāng)當(dāng)el/6e0pmin0，基底壓力呈梯形分布，基底壓力呈梯形分布 當(dāng)當(dāng)e=l/6e=l/6時(shí)，時(shí)，pmax0pmax0，pmin=0pmin=0，基底壓力呈三角形分布，基底壓力呈三角形分布 當(dāng)當(dāng)el/6el/6時(shí)，時(shí)，pmax0pmax0，pmin0pmin0，基底出現(xiàn)拉應(yīng)力，基底壓力重分，基底出現(xiàn)拉應(yīng)力，基底壓力重分布布 pmaxpminel/6pmaxpmin0pmaxpmin=0基底壓力重分布基底壓力重分布基底壓力重分布基底壓力重分布belpGF2321

6、max偏心荷載作用在偏心荷載作用在基底壓力分布圖基底壓力分布圖形的形心上形的形心上 belGFp232max 基底附加壓力：作用于地基外表，由于建造建基底附加壓力：作用于地基外表，由于建造建筑物而新添加的壓力稱為基底附加壓力，即導(dǎo)筑物而新添加的壓力稱為基底附加壓力，即導(dǎo)致地基中產(chǎn)生附加應(yīng)力的那部分基底壓力致地基中產(chǎn)生附加應(yīng)力的那部分基底壓力三、基底附加壓力三、基底附加壓力FFd實(shí)踐情況實(shí)踐情況基底附加壓力在數(shù)基底附加壓力在數(shù)值上等于基底壓力值上等于基底壓力扣除基底標(biāo)高處原扣除基底標(biāo)高處原有土體的自重應(yīng)力有土體的自重應(yīng)力dpp00基底壓力呈梯形分布時(shí)，基底壓力呈梯形分布時(shí)，基底附加壓力基底附加壓

7、力dpppp0minmaxmin0max0基底附加壓力基底附加壓力自重應(yīng)力自重應(yīng)力 附加應(yīng)力：新增外加荷載在地基土體中引起的附加應(yīng)力：新增外加荷載在地基土體中引起的應(yīng)力應(yīng)力n計(jì)算根本假定：計(jì)算根本假定：地基土是延續(xù)、地基土是延續(xù)、均勻、各向同性均勻、各向同性的半無限完全彈的半無限完全彈性體性體不同地基不同地基中應(yīng)力分中應(yīng)力分布各有其布各有其特點(diǎn)特點(diǎn)平面問題平面問題空間問題空間問題x,z的函數(shù)x,y,z的函數(shù)3.3 地基附加應(yīng)力一、豎向集中荷載作用下的地基附加應(yīng)力一、豎向集中荷載作用下的地基附加應(yīng)力1885年法國學(xué)者布辛涅斯克解 M(x,y,z)PoyxzxyzrRM(x,y,0)q q3253

8、cos2323RPRPzz2zPKz附加應(yīng)力系數(shù)附加應(yīng)力系數(shù) 附加應(yīng)力分布規(guī)律附加應(yīng)力分布規(guī)律 間隔地面越深，附加應(yīng)力的分布范圍越廣間隔地面越深，附加應(yīng)力的分布范圍越廣 在集中力作用線上的附加應(yīng)力最大，向兩側(cè)逐漸減在集中力作用線上的附加應(yīng)力最大，向兩側(cè)逐漸減小小 同一豎向線上的附加應(yīng)力隨深度而變化同一豎向線上的附加應(yīng)力隨深度而變化 在集中力作用線上，當(dāng)在集中力作用線上，當(dāng)z z0 0時(shí)，時(shí)，zz，隨著深，隨著深度添加，度添加，zz逐漸減小逐漸減小 豎向集中力作用引起的附加應(yīng)力向深部向周圍無限豎向集中力作用引起的附加應(yīng)力向深部向周圍無限傳播，在傳播過程中，應(yīng)力強(qiáng)度不斷降低應(yīng)力分傳播，在傳播過程中

9、，應(yīng)力強(qiáng)度不斷降低應(yīng)力分散散附加應(yīng)力分布規(guī)律附加應(yīng)力分布規(guī)律疊加原理疊加原理 由幾個(gè)外力共同作用時(shí)所引起的某一參數(shù)內(nèi)力、由幾個(gè)外力共同作用時(shí)所引起的某一參數(shù)內(nèi)力、應(yīng)力或位移，等于每個(gè)外力單獨(dú)作用時(shí)所引起的該應(yīng)力或位移，等于每個(gè)外力單獨(dú)作用時(shí)所引起的該參數(shù)值的代數(shù)和參數(shù)值的代數(shù)和PazPbab兩個(gè)集中力兩個(gè)集中力作用下作用下zz的的疊加疊加二、矩形根底地基中的附加應(yīng)力計(jì)算二、矩形根底地基中的附加應(yīng)力計(jì)算 pKcz),(nmfKcblm/bzn/dp布辛涅斯克解積積分分矩形根底角點(diǎn)矩形根底角點(diǎn)下的豎向附加下的豎向附加應(yīng)力系數(shù)應(yīng)力系數(shù)b為根底短邊角點(diǎn)法計(jì)算地基附加應(yīng)力角點(diǎn)法計(jì)算地基附加應(yīng)力pKKKK

10、cccczzMoIVIIIIIIo oIIIIIIIVp角點(diǎn)法計(jì)算地基附加應(yīng)力角點(diǎn)法計(jì)算地基附加應(yīng)力pKKcczIIIo oo oIIIIo oIVo opKKKKcccczII計(jì)算點(diǎn)在基底邊緣計(jì)算點(diǎn)在基底邊緣計(jì)算點(diǎn)在基底邊緣外計(jì)算點(diǎn)在基底邊緣外角點(diǎn)法計(jì)算地基附加應(yīng)力角點(diǎn)法計(jì)算地基附加應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)在基底角點(diǎn)外計(jì)算點(diǎn)在基底角點(diǎn)外Io oo oIIIIIIVpKKKKccccz【例題分析】【例題分析】 有兩相鄰根底有兩相鄰根底A A和和B B，其，其尺寸、相對(duì)位置及基底尺寸、相對(duì)位置及基底附加壓力分布見右圖，附加壓力分布見右圖，假設(shè)思索相鄰荷載的影假設(shè)思索相鄰荷載的影響，試求響，試求A A根底底面中

11、根底底面中心點(diǎn)心點(diǎn)o o下下2m2m處的豎向附處的豎向附加應(yīng)力加應(yīng)力分析分析o o點(diǎn)的附加應(yīng)力應(yīng)該是兩個(gè)根底共同產(chǎn)生的附加應(yīng)力之和，點(diǎn)的附加應(yīng)力應(yīng)該是兩個(gè)根底共同產(chǎn)生的附加應(yīng)力之和，根據(jù)疊加原理可以分別進(jìn)展計(jì)算根據(jù)疊加原理可以分別進(jìn)展計(jì)算2m2m200kPaAo1m1m1m300kPa3m2mBA根底引起的附加應(yīng)力zA=4Kc pAzB=Kc1- Kc2- Kc3+ Kc4pB B根底引起的附加應(yīng)力垂直三角形分布荷載垂直三角形分布荷載pKtz11dp布辛涅斯克解積積分分矩形根底角點(diǎn)矩形根底角點(diǎn)下的豎向附加下的豎向附加應(yīng)力系數(shù)，均應(yīng)力系數(shù)，均為為m,nm,n的函數(shù)的函數(shù) ttzpK22b為荷載變

12、化的一邊三、條形根底地基中的附加應(yīng)力計(jì)算三、條形根底地基中的附加應(yīng)力計(jì)算根底底面長寬根底底面長寬比比l / bl / b條形根底條形根底根底底面長寬根底底面長寬比比l / b10l / b10理想情況實(shí)踐情況z22232zxpzpdy布辛涅斯克解線積分線積分幾種不同分布荷載計(jì)算幾種不同分布荷載計(jì)算pxzMxzb/2b/2pKszz均布荷載情況均布荷載情況ptxzMxzb三角形荷載情況三角形荷載情況ttzzpKKsz ,Ktz條形基底豎向附加應(yīng)力系數(shù), 均為m ,n的函數(shù)，其中m=x/b，n=z/b，可查表得到【例題分析】【例題分析】 【例】某條形地基，如以下圖所示。根底上作用荷載F=400kN

13、/m，M=20kNm，試求根底中點(diǎn)下的附加應(yīng)力，并繪制附加應(yīng)力分布圖 2mFM0 18.5kN/m30.1m1.5m分析步驟分析步驟I I：1.1.基底壓力計(jì)算基底壓力計(jì)算leblGFpp61minmaxF=400kN/m0 18.5kN/m3M=20kN m0.1m2m1.5m根底及上覆根底及上覆土重土重G=G= GAdGAd荷載偏心距荷載偏心距e=M/(F+G)e=M/(F+G)條形根底取單條形根底取單位長度計(jì)算位長度計(jì)算319.7kPa140.3kPa分析步驟分析步驟:2.2.基底附加壓力計(jì)算基底附加壓力計(jì)算1.5m292.0kPa112.6kPadpppp0minmaxmin0max0

14、0.1mF=400kN/mM=20kN m2m0 18.5kN/m3基底標(biāo)高以上基底標(biāo)高以上天然土層的加天然土層的加權(quán)平均重度權(quán)平均重度 根底埋根底埋置深度置深度 1.5m分析步驟分析步驟: : 3.3.基底中點(diǎn)下附加壓基底中點(diǎn)下附加壓力計(jì)算力計(jì)算2mF=400kN/mM=20kN m0.1m1.5m0 18.5kN/m3179.4kPa112.6kPa292.0kPa112.6kPa分析步驟分析步驟:2mF=400kN/mM=20kN m0.1m1.5m0 18.5kN/m3202.2kPa193.7kPa165.7kPa111.2kPa80.9kPa62.3kPa地基附加應(yīng)地基附加應(yīng)力分布

15、曲線力分布曲線1m1m2m2m2m土的緊縮性是指土在壓力作用下體積減少的特性。土的緊縮性是指土在壓力作用下體積減少的特性。緊縮量的組成：緊縮量的組成：固體顆粒的緊縮固體顆粒的緊縮土中水的緊縮土中水的緊縮空氣的排出空氣的排出水的排出水的排出占總緊縮量的占總緊縮量的1/4001/400不到，不到，忽略不計(jì)忽略不計(jì)緊縮量主要組成部分緊縮量主要組成部分闡明：土的緊縮被以為只是由于孔隙體積減小的結(jié)果闡明：土的緊縮被以為只是由于孔隙體積減小的結(jié)果無粘性土無粘性土粘性土粘性土透水性好，水易于排出透水性好，水易于排出緊縮穩(wěn)定很快完成緊縮穩(wěn)定很快完成透水性差，水不易排出透水性差，水不易排出緊縮穩(wěn)定需求很長一段時(shí)

16、間緊縮穩(wěn)定需求很長一段時(shí)間土的固結(jié)：土體在壓力作用下，緊縮量隨時(shí)間增長的過土的固結(jié)：土體在壓力作用下，緊縮量隨時(shí)間增長的過程程3.4土的緊縮性一、緊縮實(shí)驗(yàn)一、緊縮實(shí)驗(yàn)研討土的緊縮性大小及其特征的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)方法，亦稱研討土的緊縮性大小及其特征的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)方法，亦稱固結(jié)實(shí)驗(yàn)固結(jié)實(shí)驗(yàn)三聯(lián)固結(jié)儀三聯(lián)固結(jié)儀剛性護(hù)環(huán)剛性護(hù)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留意：土樣在豎直留意：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(hù)環(huán)的環(huán)刀和剛性護(hù)環(huán)的限制，只產(chǎn)生豎向限制，只產(chǎn)生豎向緊縮，不產(chǎn)生側(cè)向緊縮，不產(chǎn)生側(cè)向變形變形1.緊縮儀表示圖緊縮儀表示圖2.e-p曲線曲線研討

17、土在不同壓力作用下，孔隙比變化規(guī)律研討土在不同壓力作用下，孔隙比變化規(guī)律Vve0Vs1H0/(1+e0)H0VveVs1H1/(1+e)pH1s土樣在緊縮前后變土樣在緊縮前后變形量為形量為s s，整個(gè)過，整個(gè)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)1 (000eHsee土粒高度在受土粒高度在受壓前后不變壓前后不變1)1 (000wswGe整理整理pea d d其中其中根據(jù)不同壓力根據(jù)不同壓力p p作用下，到達(dá)穩(wěn)定的孔隙比作用下，到達(dá)穩(wěn)定的孔隙比e e，繪制，繪制e-pe-p曲線，曲線，為緊縮曲線為緊縮曲線pe0eppee-p曲線 二、緊縮性目的二、緊縮性目的緊縮性不同的土，曲線外形

18、不同，曲線愈陡，闡明在一樣壓緊縮性不同的土，曲線外形不同，曲線愈陡，闡明在一樣壓力增量作用下，土的孔隙比減少得愈顯著，土的緊縮性愈高力增量作用下，土的孔隙比減少得愈顯著，土的緊縮性愈高根據(jù)緊縮曲線可以得到兩個(gè)緊縮性目的根據(jù)緊縮曲線可以得到兩個(gè)緊縮性目的n1.1.緊縮系數(shù)緊縮系數(shù)a an2.2.緊縮模量緊縮模量Es Es 曲線曲線A A曲線曲線B B曲線曲線A A緊縮性曲線緊縮性曲線B B緊縮性緊縮性 1.緊縮系數(shù)緊縮系數(shù)a土體在側(cè)限條件下孔隙比減少量與豎向壓應(yīng)力增量的比值土體在側(cè)限條件下孔隙比減少量與豎向壓應(yīng)力增量的比值p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲線pe利用單位壓力增量所引起利用單

19、位壓力增量所引起的孔隙比改動(dòng)表征土的緊的孔隙比改動(dòng)表征土的緊縮性高低縮性高低1221 ppeepea在緊縮曲線中，實(shí)踐采在緊縮曲線中，實(shí)踐采用割線斜率表示土的緊用割線斜率表示土的緊縮性縮性1221 ppeepea斜斜率率 用用p1p1100kPa100kPa、 p2 p2200kPa200kPa對(duì)應(yīng)的緊縮系數(shù)對(duì)應(yīng)的緊縮系數(shù)a1-2a1-2評(píng)價(jià)土的緊縮性評(píng)價(jià)土的緊縮性n a1-20.1MPa-1低緊縮性土n0.1MPa-1a1-20.5MPa-1中緊縮性土n a1-20.5MPa-1高緊縮性土aeeeePPHsPPEzzs00100100111 2.緊縮模量緊縮模量Es土在側(cè)限條件下豎向壓應(yīng)力與

20、豎向總應(yīng)變的比值，或稱為土在側(cè)限條件下豎向壓應(yīng)力與豎向總應(yīng)變的比值，或稱為側(cè)限模量側(cè)限模量sEE0闡明：土的緊縮模量闡明：土的緊縮模量Es與土的的緊縮系數(shù)與土的的緊縮系數(shù)a成反比，成反比， Es愈愈大，大， a愈小，土的緊縮性愈低愈小，土的緊縮性愈低n變形模量變形模量E0E0土在無側(cè)限條件下豎向壓應(yīng)力與豎向總應(yīng)變的比值。土在無側(cè)限條件下豎向壓應(yīng)力與豎向總應(yīng)變的比值。變形模量與緊縮變形模量與緊縮模量之間關(guān)系模量之間關(guān)系1212其中其中0010101HeeeHHs土的泊松比，普土的泊松比，普通通0 00.50.5之間之間3.5地基最終沉降量 一、分層總和法一、分層總和法地基最終沉降量指地基變形穩(wěn)定

21、后根底底面的沉降量地基最終沉降量指地基變形穩(wěn)定后根底底面的沉降量1.根本假設(shè)根本假設(shè)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，可按彈性實(shí)際計(jì)算土中應(yīng)變形體，可按彈性實(shí)際計(jì)算土中應(yīng)力力在壓力作用下，地基土不產(chǎn)生側(cè)向變?cè)趬毫ψ饔孟?，地基土不產(chǎn)生側(cè)向變形，可采用側(cè)限條件下的緊縮性目形，可采用側(cè)限條件下的緊縮性目的的 為了彌補(bǔ)假定為了彌補(bǔ)假定所引起誤差，取所引起誤差，取基底中心點(diǎn)下的基底中心點(diǎn)下的附加應(yīng)力進(jìn)展計(jì)附加應(yīng)力進(jìn)展計(jì)算，以基底中點(diǎn)算，以基底中點(diǎn)的沉降代表根底的沉降代表根底的平均沉降的平均沉降2.單一緊縮土層的沉降計(jì)算單一緊縮土層的沉降計(jì)算薄緊縮土層薄緊縮土層H1/

22、2b,下臥剛性層，下臥剛性層，由于底界面的摩阻力作用，土層緊由于底界面的摩阻力作用，土層緊縮時(shí)只出現(xiàn)很小的側(cè)向變形，可以縮時(shí)只出現(xiàn)很小的側(cè)向變形，可以為與室內(nèi)側(cè)限緊縮實(shí)驗(yàn)的受力條件為與室內(nèi)側(cè)限緊縮實(shí)驗(yàn)的受力條件接近。接近。土層豎向應(yīng)力由土層豎向應(yīng)力由p0p0添加到添加到p1p1，引起孔隙比從，引起孔隙比從e0e0減小減小到到e1e1，豎向應(yīng)力增量為，豎向應(yīng)力增量為p p0110 ppeepea00010)(1HEpHppeass由于由于所以所以ininiiiHss113.3.單向緊縮分層總和法單向緊縮分層總和法分別計(jì)算根底中心點(diǎn)下地基中各個(gè)分分別計(jì)算根底中心點(diǎn)下地基中各個(gè)分層土的緊縮變形量層土

23、的緊縮變形量si,si,根底的平根底的平均沉降量均沉降量s s等于等于sisi的總和的總和i第i層土的緊縮應(yīng)變siiiiiiiiiiEpeppaeee0010101)(14.4.單向緊縮分層總和法計(jì)算步驟單向緊縮分層總和法計(jì)算步驟iiiiiheees0101e0i由第i層的自重應(yīng)力均值從土的緊縮曲線上得到的相應(yīng)孔隙比 e1i由第i層的自重應(yīng)力均值與附加應(yīng)力均值之和從土的緊縮曲線上得到的相應(yīng)孔隙比ni土的緊縮應(yīng)變n1.1.繪制根底中心點(diǎn)下地基中自重應(yīng)力和附加應(yīng)力分布曲線繪制根底中心點(diǎn)下地基中自重應(yīng)力和附加應(yīng)力分布曲線n2.2.確定地基沉降計(jì)算深度確定地基沉降計(jì)算深度n3.3.確定沉降計(jì)算深度范圍

24、內(nèi)的分層界面確定沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)的分層界面n4.4.計(jì)算各分層沉降量計(jì)算各分層沉降量n5.5.計(jì)算根底最終沉降量計(jì)算根底最終沉降量繪制根底中心點(diǎn)下地基中自繪制根底中心點(diǎn)下地基中自重應(yīng)力和附加應(yīng)力分布曲線重應(yīng)力和附加應(yīng)力分布曲線n確定根底沉降計(jì)算深度確定根底沉降計(jì)算深度 普通取附加應(yīng)力與自重應(yīng)普通取附加應(yīng)力與自重應(yīng)力的比值為力的比值為2020處，即處，即z=0.2cz=0.2c處的深度作為沉處的深度作為沉降計(jì)算深度的下限降計(jì)算深度的下限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 0.4bhi 0.4

25、bn計(jì)算各分層沉降量計(jì)算各分層沉降量 根據(jù)自重應(yīng)力、附加應(yīng)力曲線、根據(jù)自重應(yīng)力、附加應(yīng)力曲線、e-pe-p緊縮曲線計(jì)算任一分層沉降量緊縮曲線計(jì)算任一分層沉降量 對(duì)于軟土，應(yīng)該取對(duì)于軟土，應(yīng)該取z=0.1cz=0.1c處，假設(shè)沉降深處，假設(shè)沉降深度范圍內(nèi)存在基巖時(shí)，計(jì)算度范圍內(nèi)存在基巖時(shí)，計(jì)算至基巖外表為止至基巖外表為止n計(jì)算根底最終沉降量計(jì)算根底最終沉降量niiss1szzszszEAdzEdzEs 001d地基沉降計(jì)算深度地基沉降計(jì)算深度cc線線zz線線 二、二、 法法n由由 GB50007GB5000720192019提出提出n分層總和法的另一種方式分層總和法的另一種方式n沿用分層總和法的

26、假設(shè)，并引入平均附加應(yīng)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(yīng)力系數(shù)和地基沉降計(jì)算閱歷系數(shù)基沉降計(jì)算閱歷系數(shù) 均質(zhì)地基土，在側(cè)限條件下，緊縮模量均質(zhì)地基土，在側(cè)限條件下，緊縮模量EsEs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 z的緊縮量為的緊縮量為dzAzz0附加應(yīng)力面積附加應(yīng)力面積深度深度z z范圍內(nèi)的范圍內(nèi)的附加應(yīng)力面積附加應(yīng)力面積zpAzKdzz00附加應(yīng)力通附加應(yīng)力通式式z=K p0z=K p0代入代入引入平均附引入平均附加應(yīng)力系數(shù)加應(yīng)力系數(shù)zpA0因此附加應(yīng)力因此附加應(yīng)力面積表示為面積表示為sEzps0zKdzp00因此因此)(11011 iiiisisiii

27、iiizzEpEAAsss利用附加應(yīng)力面積利用附加應(yīng)力面積A A的等代值計(jì)算地基恣意深度范圍內(nèi)的的等代值計(jì)算地基恣意深度范圍內(nèi)的沉降量，因此第沉降量，因此第i i層沉降量為層沉降量為)(11101iiiinisiniizzEpss根據(jù)分層總和法根本原理可得成根據(jù)分層總和法根本原理可得成層地基最終沉降量的根本公式層地基最終沉降量的根本公式zi-1地基沉降計(jì)算深度地基沉降計(jì)算深度znzizzi-153 4612b12345612i0i10p0p0第第n層層第第i層層zi)(1110iiiinisisszzEpssAiAi-1地基沉降計(jì)算深度地基沉降計(jì)算深度znzn應(yīng)該滿足的條件應(yīng)該滿足的條件nii

28、nss1025.0zi、zi-1根底底面至第i層土、第i-1層土底面的間隔(m)i、i1根底底面至第i層土、第i1層土底面范圍內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù))ln4 . 05 . 2 (bbzn 當(dāng)確定沉降計(jì)算深度下有脆弱土層時(shí)，尚應(yīng)向下繼續(xù)計(jì)當(dāng)確定沉降計(jì)算深度下有脆弱土層時(shí)，尚應(yīng)向下繼續(xù)計(jì)算，直至脆弱土層中所取規(guī)定厚度的計(jì)算沉降量也滿足上算，直至脆弱土層中所取規(guī)定厚度的計(jì)算沉降量也滿足上式，假設(shè)計(jì)算深度范圍內(nèi)存在基巖，式，假設(shè)計(jì)算深度范圍內(nèi)存在基巖，znzn可取至基巖外表為可取至基巖外表為止止 當(dāng)無相鄰荷載影響，根底寬度在當(dāng)無相鄰荷載影響，根底寬度在1 130m30m范圍內(nèi)，根底中范圍內(nèi)，根底中點(diǎn)的地基

29、沉降計(jì)算深度可以按簡化公式計(jì)算點(diǎn)的地基沉降計(jì)算深度可以按簡化公式計(jì)算kNAdGG320 為了提高計(jì)算精度，地基沉降量乘以一個(gè)沉降計(jì)算閱歷為了提高計(jì)算精度，地基沉降量乘以一個(gè)沉降計(jì)算閱歷系數(shù)系數(shù)ysys，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量地基最終沉降量修正公式修正公式 四、例題分析四、例題分析n【例】某廠房柱下單獨(dú)方形根底，知根底底面積尺寸為4m4m，埋深d1.0m，地基為粉質(zhì)粘土，地下水位距天然地面3.4m。上部荷重傳至根底頂面F1440kN,土的天然重度16.0kN/m,飽和重度 sat17.2kN/m，有關(guān)計(jì)算資料如以下圖。試分別用分層總和法和規(guī)范法計(jì)算根底最終沉降知

30、fk=94kPa3.4md=1mb=4mF=1440kN501002003000.900.920.940.96e 【解答】nA.A.分層總和法計(jì)算分層總和法計(jì)算1.1.計(jì)算分層厚度計(jì)算分層厚度每層厚度每層厚度hi hi 0.4b=1.6m0.4b=1.6m，地，地下水位以上分兩層，各下水位以上分兩層，各1.2m1.2m，地下水位以下按地下水位以下按1.6m1.6m分層分層2.2.計(jì)算地基土的自重應(yīng)力計(jì)算地基土的自重應(yīng)力自重應(yīng)力從天然地面起算，自重應(yīng)力從天然地面起算，z z的取值從基底面起算的取值從基底面起算z(m)c(kPa)c(kPa)01.22.44.05.67.21635.2 54.4

31、65.9 77.4 89.03.3.計(jì)算基底壓力計(jì)算基底壓力kPaAGFp110kPadpp9404.4.計(jì)算基底附加壓力計(jì)算基底附加壓力)(112211iiiiisippeeeE3.4md=1mF=1440kNb=4m自重應(yīng)力曲線自重應(yīng)力曲線附加應(yīng)力曲線附加應(yīng)力曲線5.5.計(jì)算根底中點(diǎn)下地基中附加應(yīng)力計(jì)算根底中點(diǎn)下地基中附加應(yīng)力用角點(diǎn)法計(jì)算，過基底中點(diǎn)將荷載面四等分，計(jì)算邊長用角點(diǎn)法計(jì)算，過基底中點(diǎn)將荷載面四等分，計(jì)算邊長l=b=2ml=b=2m， z=4Kcp0,Kcz=4Kcp0,Kc由表確定由表確定z(m)z/bKcz(kPa)z(kPa) c(kPa)c(kPa)z /cz /czn (m)01.22.44.05.67.200.61.22.02.83.60.25000.22290.15160.08400.05020.032694.083.857.031.618.912.31635.254.465.977.489.00.240.147.26.6.確定沉降計(jì)算深度確定沉降計(jì)算深度znzn根據(jù)根據(jù)z = 0.2cz = 0.2c確實(shí)定原那么，由計(jì)算結(jié)果，取確實(shí)定原那么，由計(jì)算結(jié)果，取zn=7.2mzn=7.2m7.7.最終沉降計(jì)算