地基沉降計算(第二章)

1、1第二章第二章 地基沉降計算地基沉降計算2土的壓縮性有兩個特點：v 壓縮量的組成：固體顆粒的壓縮土中水的壓縮空氣的排出水的排出占總壓縮量的1/400不到，忽略不計。壓縮量主要組成部分。(1) 土的壓縮主要是由于孔隙體積減少而引起的。土的壓縮主要是由于孔隙體積減少而引起的。 (2) 粘性土的壓縮會隨時間而增長，這個隨時間而增粘性土的壓縮會隨時間而增長，這個隨時間而增長的過程就稱為長的過程就稱為土的固結(jié)土的固結(jié)。2.1基本概念與力學(xué)指標基本概念與力學(xué)指標3 (1) 絕對沉降量絕對沉降量(最終沉降最終沉降) 研究建筑物地基沉降包含兩方面的內(nèi)容： (2) 沉降與時間的關(guān)系沉降與時間的關(guān)系本節(jié)講解本節(jié)講

2、解固結(jié)理論固結(jié)理論ea p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲線曲線pe1221 ppeepea斜斜率率1. 壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)a(一一) e-p曲線及有關(guān)指標曲線及有關(guān)指標 vs01amE1e 4(二二) e-lgp曲線及有關(guān)指標曲線及有關(guān)指標 10010000.60.70.80.9eCc11Celg p(kPa)在在e-lg p曲線曲線可以得到兩個壓縮性指標：可以得到兩個壓縮性指標： 壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)Cc 回彈指數(shù)回彈指數(shù)Ce 5 壓縮模量壓縮模量Es定義：完全側(cè)限下豎向正應(yīng)力與相應(yīng)的正應(yīng)變的比值；測試方法：單向固結(jié)壓縮試驗應(yīng)用：地基最終沉降量計算(分層總和法、應(yīng)力面積法)。變形模量變形模

3、量E0定義：土側(cè)向自由膨脹條件下正應(yīng)力與相應(yīng)正應(yīng)變的比值;測試方法：現(xiàn)場載荷試驗或三軸試驗;應(yīng)用：計算砂土地基的最終沉降。彈性模量彈性模量Ei(或或Er)定義：應(yīng)力與彈性（即可恢復(fù)）正應(yīng)變的比值；測試方法：三軸試驗應(yīng)用：計算回彈變形或瞬時沉降。關(guān)于三種模量的討論關(guān)于三種模量的討論62.2 地基沉降計算方法地基沉降計算方法 計算理論計算理論：采用布辛奈斯克課題的位移解基本假定：基本假定：地基是均質(zhì)、各向同性、線彈性的半無限體， 基礎(chǔ)底面和地基一直保持接觸。利用布辛奈斯克位移解位移解(點荷載點荷載) ，地表沉降ErQyxEQs)1 ()1 (2222理 論 沉 降 曲 線zrQ實 際 沉 降 曲

4、線sM一、彈性理論法一、彈性理論法E采用何種模量計算？采用何種模量計算？7基本假設(shè)基本假設(shè):彈性、無側(cè)向變形；彈性、無側(cè)向變形；二、分層總和法二、分層總和法壓 縮 層 下 限沉降計算厚度天 然 地 面zi-1iicc(i-1)z(i-1)ciziiicz=(0.2或 0.1)cz0iiiiiiiiiiHeeeHeeHs121111iiiiiHeppa1121)(iiipaeniiss18三、應(yīng)力面積法三、應(yīng)力面積法 應(yīng)力面積法是國家標準GB50007-2002中推薦使用的一種計算地基最終沉降量的方法，故又稱為規(guī)范方法。zi-1地基沉降計算深度地基沉降計算深度znzizzi-153 4612b1

5、2345612aip0ai-1p0p0p0第第n層層第第i層層ziAiAi-1)(11011iiiisisiiiiiizzEpEAAsssaa)(11101iiiinisiniizzEpssaa1101iiiisinisszzEpssaa9正常固結(jié)土正常固結(jié)土超固結(jié)土超固結(jié)土四、四、e-lg p 曲線（曲線（考慮應(yīng)力歷史考慮應(yīng)力歷史）102C111peHSHClg()1e1ep 使用推定的原狀土壓縮曲線正常固結(jié)土：正常固結(jié)土：超固結(jié)土超固結(jié)土( (并假定并假定p p2 2 p p) )：1e2eAC1p2p1e2eBC1p2p p pp2eC111ppHHSClgClg1ep1e A pelg

6、 pelg pe11zcczzcceCpeCCpCelg1lg1lglg00szzvzzEeaeeapae0011epa壓縮系數(shù)epeplgcc壓縮指數(shù)epzzczeC)1 (0e e- -p p（e-lg p） 曲線計算的非線性曲線計算的非線性12五、考慮側(cè)向變形的影響五、考慮側(cè)向變形的影響黃文熙（1957 ）為了考慮側(cè)向變形的影響，基于廣義胡克定律，提出如下的豎向應(yīng)變的表達式：zzyxzyxzvEvEE11111zzE為變形模量，v為泊松比 211121v12112121eeevEeeeEvEvyxz黃文熙方法黃文熙方法13121121z11121111eeeKeeevvvEzz得：iii

7、nieeeKs12111修正系數(shù) 沒有考慮瞬時沉降沒有考慮瞬時沉降平面應(yīng)變問題，平面應(yīng)變問題，Ki？ 14SkemptonBjerrum法法對于飽和粘性土，考慮側(cè)向變形的修正 scdssssudzmsHvc0svEm1AAABu1131313dzAAmsHvc11310dzmsHvc10單向壓縮時 15ccsCs令zdzdAAdzmdzAAmCHHHvHv010310131011scdscdssCsssssa a1.00.5H/B246810圓形基礎(chǔ)圓形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)對于特定的飽和土體而言，對于特定的飽和土體而言，A為土體常數(shù)為土體常數(shù) 嚴重超固結(jié)（嚴重超固結(jié)（A=0.00.25）、一般超固結(jié)（）、一般超固結(jié)（A=0.250.5）、正常固）、正常固結(jié)（結(jié)（A=0.51.0）和靈敏性土（）和靈敏性土（A1.0） zdzdHH0103a16ABCDEp0K0p0p0+ 1K0p0+ 3p0+ 1-uuSkemptonBjerrum法計算固結(jié)沉降時，實際上是采用一維壓法計算固結(jié)沉降時，實際上是采用一維壓縮方法縮