第四章土的壓縮與固結(jié)

1、第四章第四章 土的壓縮與固結(jié)土的壓縮與固結(jié)1 土的壓縮性土的壓縮性2 地基最終沉降量計(jì)算地基最終沉降量計(jì)算 3 地基沉降與時(shí)間的關(guān)系地基沉降與時(shí)間的關(guān)系如果在地基上修建建筑物，地基土內(nèi)各點(diǎn)要承擔(dān)由建如果在地基上修建建筑物，地基土內(nèi)各點(diǎn)要承擔(dān)由建筑物通過(guò)基礎(chǔ)傳遞給地基的荷載產(chǎn)生的附加應(yīng)力作用，筑物通過(guò)基礎(chǔ)傳遞給地基的荷載產(chǎn)生的附加應(yīng)力作用，這都將導(dǎo)致地基土體的變形。這都將導(dǎo)致地基土體的變形。在附加應(yīng)力作用下，地基土將產(chǎn)生體積縮小，從而引起在附加應(yīng)力作用下，地基土將產(chǎn)生體積縮小，從而引起建筑物基礎(chǔ)的豎直方向的位移（或下沉）稱為沉降建筑物基礎(chǔ)的豎直方向的位移（或下沉）稱為沉降?；A(chǔ)的沉降量或者各部位

2、的沉降差過(guò)大，那么將影響基礎(chǔ)的沉降量或者各部位的沉降差過(guò)大，那么將影響上部建筑物的正常使用，甚至?xí)＜敖ㄖ锏陌踩?。上部建筑物的正常使用，甚至?xí)＜敖ㄖ锏陌踩?。事故的原因是：設(shè)計(jì)時(shí)未對(duì)谷倉(cāng)地基承載力進(jìn)行事故的原因是：設(shè)計(jì)時(shí)未對(duì)谷倉(cāng)地基承載力進(jìn)行調(diào)查研究，而采用了鄰近建筑地基調(diào)查研究，而采用了鄰近建筑地基 352kPa 的承載力的承載力基坑開(kāi)挖，引起陽(yáng)臺(tái)裂縫基坑開(kāi)挖，引起陽(yáng)臺(tái)裂縫通過(guò)預(yù)壓可提高軟土地基的通過(guò)預(yù)壓可提高軟土地基的強(qiáng)度，降低建筑使用期間的強(qiáng)度，降低建筑使用期間的沉降。在預(yù)壓過(guò)程中，通過(guò)沉降。在預(yù)壓過(guò)程中，通過(guò)在軟土中設(shè)置砂井、塑料排在軟土中設(shè)置砂井、塑料排水板等豎向排水系統(tǒng)，可大水

3、板等豎向排水系統(tǒng)，可大大縮短孔隙水的排水距離，大縮短孔隙水的排水距離，提高固結(jié)速度。提高固結(jié)速度。這兩個(gè)筒倉(cāng)是農(nóng)場(chǎng)用這兩個(gè)筒倉(cāng)是農(nóng)場(chǎng)用來(lái)儲(chǔ)存飼料的，建于來(lái)儲(chǔ)存飼料的，建于加拿大紅河谷的加拿大紅河谷的 Lake Agassiz 粘土層上，粘土層上，由于兩筒之間的距離由于兩筒之間的距離過(guò)近，在地基中產(chǎn)生過(guò)近，在地基中產(chǎn)生的應(yīng)力發(fā)生疊加，使的應(yīng)力發(fā)生疊加，使得兩筒之間地基土層得兩筒之間地基土層的應(yīng)力水平較高，的應(yīng)力水平較高，從而導(dǎo)致內(nèi)側(cè)沉降從而導(dǎo)致內(nèi)側(cè)沉降大于外側(cè)沉降，大于外側(cè)沉降，倉(cāng)筒向內(nèi)傾斜。倉(cāng)筒向內(nèi)傾斜。4-2 土的壓縮特性土的壓縮特性在外力作用下，土顆粒重新排列，土體體積縮小的現(xiàn)象在外力作用

4、下，土顆粒重新排列，土體體積縮小的現(xiàn)象稱為壓縮。稱為壓縮。通常，土粒本身和孔隙水的壓縮量可以忽略不計(jì)，在研通常，土粒本身和孔隙水的壓縮量可以忽略不計(jì)，在研究土的壓縮時(shí)，均認(rèn)為土體壓縮完全是由于土中孔隙體積究土的壓縮時(shí)，均認(rèn)為土體壓縮完全是由于土中孔隙體積減小的結(jié)果。減小的結(jié)果。土的壓縮隨時(shí)間增長(zhǎng)的過(guò)程稱為土的固結(jié)。土的壓縮隨時(shí)間增長(zhǎng)的過(guò)程稱為土的固結(jié)。滲透性較大的土砂土，加荷后，孔隙中的水較快滲透性較大的土砂土，加荷后，孔隙中的水較快排出，壓縮完成得快；排出，壓縮完成得快；滲透性小的土粘土，加荷后，孔隙中的水緩慢滲透性小的土粘土，加荷后，孔隙中的水緩慢排出，且土顆粒間的力作用使壓縮完成得慢。排

5、出，且土顆粒間的力作用使壓縮完成得慢。 先研究最終沉降量先研究最終沉降量壓縮性測(cè)試室內(nèi)試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)室外試驗(yàn)室外試驗(yàn)側(cè)限壓縮、三軸壓縮等側(cè)限壓縮、三軸壓縮等荷載試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等荷載試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等荷載試驗(yàn)荷載試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)側(cè)限壓縮側(cè)限壓縮固結(jié)儀固結(jié)儀4.2.2固結(jié)試驗(yàn)固結(jié)試驗(yàn)內(nèi)環(huán)內(nèi)環(huán)透水石透水石試樣試樣傳壓板傳壓板百分表百分表用這種儀器進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，由于剛性護(hù)環(huán)所限，試樣只能在豎向產(chǎn)生壓用這種儀器進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，由于剛性護(hù)環(huán)所限，試樣只能在豎向產(chǎn)生壓縮，而不能產(chǎn)生側(cè)向變形，故稱為單向固結(jié)試驗(yàn)或側(cè)限固結(jié)試驗(yàn)?？s，而不能產(chǎn)生側(cè)向變形，故稱為單向固結(jié)試驗(yàn)或側(cè)限固結(jié)試驗(yàn)。1hsh1vh2h1vV2vVs

6、V sVSsh2vhsv1sv1sv11hhAhAhVVe1sv1ehhsv11hhh11se1hhsv1sv2sv22hshAhAhVVesehh2sv1shhshhsv11221se1shh)e(1hsee1112s1d (1w)e12111e1she1ha(kP ) 0100200 3004000.60.70.80.91.0e ePt1p2pSt1e2e0e3e1s2s3se)e(1hsee0101d ds0(1w)e1壓縮參數(shù)壓縮參數(shù)1.壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)1221eeapp1e2ekPa 或或MPa-1-1曲線越緩，壓縮系數(shù)越小，曲線越緩，壓縮系數(shù)越小，土的壓縮性越小土的壓縮性越小ep2

7、p1p在工程中，習(xí)慣上采用在工程中，習(xí)慣上采用100kPa和和200kPa范圍的范圍的壓縮系數(shù)來(lái)衡量土的壓縮性高低。壓縮系數(shù)來(lái)衡量土的壓縮性高低。0.50.1e a(kP ) 0100200 3004000.60.70.80.91.0e e121-2eea2001002.壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)Cc愈大，曲線愈陡，土壓縮性愈大愈大，曲線愈陡，土壓縮性愈大 1221clogplogpeeC3.壓縮模量壓縮模量1s/hp2h2vVsVSsh2vh)e(1hsee11121221eeapp12121eeaee1eEs11ea1aspH1eHe1eeS121211a/(pp )SH1esEpHs )e(1hs

8、ee11121221eeapp1s1eEa側(cè)限狀態(tài)下地基土的壓縮變形計(jì)算側(cè)限狀態(tài)下地基土的壓縮變形計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)確定地基承載力現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)確定地基承載力千斤頂荷載板荷載板現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)pcr puS荷載沉降曲線荷載沉降曲線地基破壞的判地基破壞的判定定(1)明顯側(cè)向擠出或發(fā)生裂紋明顯側(cè)向擠出或發(fā)生裂紋(2)荷載增量很小荷載增量很小,沉降急劇增加沉降急劇增加,(3)某級(jí)荷載增量下某級(jí)荷載增量下,24小時(shí)內(nèi)沉小時(shí)內(nèi)沉降不能穩(wěn)定降不能穩(wěn)定Pcr比例界限對(duì)應(yīng)的荷載比例界限對(duì)應(yīng)的荷載()crcrbs20pE1E0地基土的變形模量地基土的變形模量b為承壓板的直徑或邊長(zhǎng)為承壓板的直徑或邊長(zhǎng);為為沉降系數(shù)沉降系

9、數(shù),方形承壓板方形承壓板=0.88,圓形承壓板圓形承壓板=0.79;為土體的為土體的泊松比泊松比,粘土取粘土取0.42,粉土取粉土取0.35,砂土取砂土取0.3,碎石土取碎石土取0.27土的變形模量與壓縮模量的關(guān)系土的變形模量與壓縮模量的關(guān)系(理論關(guān)系理論關(guān)系)s sE0E查表查表4.3.14.3、用、用ep曲線法計(jì)算地基的最終沉降量曲線法計(jì)算地基的最終沉降量 4.3.1分層總和法分層總和法分層總和法的基本思路是：分層總和法的基本思路是：將壓縮層范圍內(nèi)地基分層，將壓縮層范圍內(nèi)地基分層，計(jì)算每一分層的壓縮量，計(jì)算每一分層的壓縮量，然后累加得總沉降量然后累加得總沉降量。d地面地面基底基底分層總和法

10、有兩種基本方法：分層總和法有兩種基本方法：ep曲線法和曲線法和elgp曲線法。曲線法?；A(chǔ)中心處的沉降代表基礎(chǔ)的沉降?；A(chǔ)中心處的沉降代表基礎(chǔ)的沉降。He1eeS121分層總和法計(jì)算地基的最終沉降量分層總和法計(jì)算地基的最終沉降量計(jì)算步驟計(jì)算步驟1.畫(huà)出基礎(chǔ)及土層的剖面圖，畫(huà)出基礎(chǔ)及土層的剖面圖，選擇沉降計(jì)算點(diǎn)的位置選擇沉降計(jì)算點(diǎn)的位置2.地基分層地基分層每層厚度每層厚度12m, =0.4b ；d地面地面基底基底p 不同土層界面；不同土層界面；地下水位線地下水位線；3.計(jì)算原地基中自重應(yīng)力分布：計(jì)算原地基中自重應(yīng)力分布：從地面計(jì)算從地面計(jì)算d地面地面基底基底pp0 d 自重應(yīng)力自重應(yīng)力附加應(yīng)力附

11、加應(yīng)力siziHin1inn2211sihih.hhBLPp 4.計(jì)算基礎(chǔ)中心點(diǎn)以下計(jì)算基礎(chǔ)中心點(diǎn)以下地基中豎向附加應(yīng)力分布。地基中豎向附加應(yīng)力分布。0czPppdB Lz從基底算起；從基底算起；z是由基底附加應(yīng)力是由基底附加應(yīng)力 p0引起的引起的d地面地面基底基底pp0 d 自重應(yīng)力自重應(yīng)力附加應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計(jì)算深度沉降計(jì)算深度siziHi5.確定計(jì)算深度確定計(jì)算深度 一般土層：一般土層：z0.2 c； 軟粘土層：軟粘土層：z0.1 c；6.按算術(shù)平均求各分層平均按算術(shù)平均求各分層平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力cic i 1ci221izzizi d地面地面基底基底pp0

12、 d 自重應(yīng)力自重應(yīng)力附加應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計(jì)算深度沉降計(jì)算深度siziHi7.求出第求出第i分層的壓縮量（用分層的壓縮量（用ep曲線）曲線） i1i2i1iiHe1eeSiiii1iaSp H1 e ee1ie2i sip2i ziiisiiHpE1S （7）最后將每一分層的壓縮量累加，）最后將每一分層的壓縮量累加，即得地基的總沉降量為：即得地基的總沉降量為：S= Si 例：有一矩形基礎(chǔ)，放置在均質(zhì)粘土層上，如圖所示?；A(chǔ)長(zhǎng)度例：有一矩形基礎(chǔ)，放置在均質(zhì)粘土層上，如圖所示?；A(chǔ)長(zhǎng)度L為為10m，寬度，寬度B為為5m，埋置深度，埋置深度D為為1.5m，其上作用著中心荷載，其上作用著中心荷載P等于

13、等于10000kN。地基上的天然濕容重為。地基上的天然濕容重為20kN/m3，飽和容重為，飽和容重為21kN/m3，土的壓縮曲線如圖所示。若地下水位距離基底，土的壓縮曲線如圖所示。若地下水位距離基底2.5m，試求基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降量。試求基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降量。 d=1.5m地面地面10m5m2.5m解解:由由L/B=10/5=210可知，可知，屬于空間問(wèn)題，且為中心荷載，屬于空間問(wèn)題，且為中心荷載，所以基底壓力為所以基底壓力為p=P/(LB) =10000/(105)200kPa基底附加應(yīng)力為基底附加應(yīng)力為p0=p-d=200-20 1.5170kPa因?yàn)槭蔷|(zhì)土，且地下水位在基底以因?yàn)槭蔷|(zhì)土，

14、且地下水位在基底以下下2.5m處，取分層厚處，取分層厚Hi=2.5m。2.5m2.5m2.5m2.5m求各分層面的自重應(yīng)力（注意：從地面算起）求各分層面的自重應(yīng)力（注意：從地面算起）并繪分布曲線并繪分布曲線s0= d=20 1.5=30kPas1= s0 +H1=30+20 2.5=80kPa地面地面2.5m2.5m2.5m2.5m2.5md=1.5mPs2= s1 +H2=80+(21-9.8) 2.5=108kPas3= s2 +H3=108+(21-9.8) 2.5=136kPas4= s3 +H4=136+(21-9.8) 2.5=164kPas5= s4 +H5=164+(21-9.

15、8) 2.5=192kPa3080108136164192地面地面P30801081361641922.5m2.5m2.5m2.5m2.5md=1.5m求各分層面的豎向附加應(yīng)力并繪分布曲線求各分層面的豎向附加應(yīng)力并繪分布曲線通過(guò)中心點(diǎn)將基底劃分為四塊相等的計(jì)算面積，通過(guò)中心點(diǎn)將基底劃分為四塊相等的計(jì)算面積，每塊的長(zhǎng)度每塊的長(zhǎng)度L1=5m，寬度，寬度B1=2.5m位位置置00020.2517012.5120.199913625.0220.12028237.5320.073250410.0 420.047432512.5 520.032822)(mizBziBLSK0zS4K p(kPa)0234

16、5117082503222136(4)確定壓縮層厚度。從計(jì)算結(jié)果可知，在第確定壓縮層厚度。從計(jì)算結(jié)果可知，在第4點(diǎn)處有點(diǎn)處有z4/ c40.195hph 1先期固結(jié)壓力大于現(xiàn)時(shí)的土壓力先期固結(jié)壓力大于現(xiàn)時(shí)的土壓力先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)時(shí)的土壓力先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)時(shí)的土壓力0cppOCR 現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線的推求現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線的推求其一是要確定該土層的前期固結(jié)應(yīng)力其一是要確定該土層的前期固結(jié)應(yīng)力 借以判別該土層是屬于正常固結(jié)、欠固結(jié)還是超固結(jié)；借以判別該土層是屬于正常固結(jié)、欠固結(jié)還是超固結(jié)；其二是推求得到能夠反映土體的真實(shí)壓縮特性的現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線。其二是推求得到能夠反映土體的真實(shí)壓縮特性的現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線。這兩個(gè)

17、問(wèn)題都可以借助室內(nèi)壓縮這兩個(gè)問(wèn)題都可以借助室內(nèi)壓縮elgp曲線來(lái)解決。曲線來(lái)解決。室內(nèi)壓縮曲線的特征室內(nèi)壓縮曲線的特征:開(kāi)始時(shí)比較平緩，隨著壓力的增大明顯地開(kāi)始時(shí)比較平緩，隨著壓力的增大明顯地向下彎曲，當(dāng)壓力接近前期固結(jié)時(shí)，出現(xiàn)曲率最大點(diǎn)，曲線急劇向下彎曲，當(dāng)壓力接近前期固結(jié)時(shí)，出現(xiàn)曲率最大點(diǎn)，曲線急劇變陡，繼而近乎直線向下延伸變陡，繼而近乎直線向下延伸（一）前期固結(jié)應(yīng)力的確定（一）前期固結(jié)應(yīng)力的確定（1）在室內(nèi)壓縮曲線）在室內(nèi)壓縮曲線elgp曲線上，找出曲率最大的曲線上，找出曲率最大的A點(diǎn)，過(guò)點(diǎn)，過(guò)A點(diǎn)點(diǎn)作水平線作水平線A1，切線，切線A2以及它們的角平分線以及它們的角平分線A3；（2）將壓

18、縮曲線下部的直線段向上延伸交）將壓縮曲線下部的直線段向上延伸交A3于于B點(diǎn)，則點(diǎn)，則B點(diǎn)的橫坐點(diǎn)的橫坐標(biāo)即為所求的前期固結(jié)應(yīng)力。標(biāo)即為所求的前期固結(jié)應(yīng)力。ep(lg)A132B前期固結(jié)應(yīng)力前期固結(jié)應(yīng)力Pc（二）現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線的推求（二）現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線的推求試樣的前期固結(jié)應(yīng)力確定之后，依據(jù)室內(nèi)壓縮曲線的特征，即可推試樣的前期固結(jié)應(yīng)力確定之后，依據(jù)室內(nèi)壓縮曲線的特征，即可推求出現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線。求出現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線。（1）pcp0 正常固結(jié)正常固結(jié)e0作水平線，得交點(diǎn)作水平線，得交點(diǎn)D0.42e0作水平線，得交點(diǎn)作水平線，得交點(diǎn)CDC即現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線；即現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線；p(lg)A132B前期固結(jié)應(yīng)力前期固結(jié)應(yīng)力

19、Pce0eD0.42e0C現(xiàn)場(chǎng)壓現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線縮曲線（2）pcp0 超固結(jié)超固結(jié)1、定、定pc位置線和位置線和C點(diǎn)點(diǎn);2、由、由p0 和和e0 定定D;3、作、作DD平行與平行與EF確定確定D4、連、連DCA132B前期固結(jié)應(yīng)力前期固結(jié)應(yīng)力PcEFee00.42e0CDDP0=rhp(lg)現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線現(xiàn)場(chǎng)再壓縮曲現(xiàn)場(chǎng)再壓縮曲線線（一）正常固結(jié)土的沉降計(jì)算（一）正常固結(jié)土的沉降計(jì)算He1eeS121cPC 11pelgp)P12c11eeClg(plgp（二）超固結(jié)土的沉降計(jì)算（二）超固結(jié)土的沉降計(jì)算針對(duì)壓力增量的大小不同分為兩種情況針對(duì)壓力增量的大小不同分為兩種情況0pppcii0

20、pppcii對(duì)第二種情況，即對(duì)第二種情況，即pi（pci-p0），第），第i分層的土層在分層的土層在pi作用下作用下孔隙比的改變將只沿著現(xiàn)場(chǎng)再壓縮曲線孔隙比的改變將只沿著現(xiàn)場(chǎng)再壓縮曲線DD減小減小對(duì)于第一種情況，即對(duì)于第一種情況，即pi（pci-p0），第），第i分層的土層在分層的土層在pi作用作用下，孔隙比將先沿著現(xiàn)場(chǎng)再壓縮曲線下，孔隙比將先沿著現(xiàn)場(chǎng)再壓縮曲線DD減小了減小了ei ，再沿著現(xiàn)，再沿著現(xiàn)場(chǎng)壓縮曲線場(chǎng)壓縮曲線DC減小減小ei =地基的變形不是瞬時(shí)完成的，地基在建筑物荷載作地基的變形不是瞬時(shí)完成的，地基在建筑物荷載作用下要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到最終沉降量。用下要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才

21、能達(dá)到最終沉降量。4.5 地基沉降與時(shí)間的關(guān)系地基沉降與時(shí)間的關(guān)系 太沙基一維固結(jié)理論太沙基一維固結(jié)理論在工程設(shè)計(jì)中，除了要知道地基最終沉降量外，往往在工程設(shè)計(jì)中，除了要知道地基最終沉降量外，往往還需要知道沉降隨時(shí)間的變化過(guò)程即沉降與時(shí)間的關(guān)系。還需要知道沉降隨時(shí)間的變化過(guò)程即沉降與時(shí)間的關(guān)系。 1、物理模型物理模型0t t0 twph pphh 0h p總應(yīng)力總應(yīng)力: p孔隙水壓力孔隙水壓力: u =p有效應(yīng)力有效應(yīng)力: : z=0滲流固結(jié)過(guò)程滲流固結(jié)過(guò)程總應(yīng)力總應(yīng)力: p孔隙水壓力孔隙水壓力: u 0總應(yīng)力總應(yīng)力: p孔隙水壓力孔隙水壓力: u =0有效應(yīng)力有效應(yīng)力: :z=p4.6.1一

22、維固結(jié)一維固結(jié)模型模型不透水巖層不透水巖層飽和壓縮層飽和壓縮層z=pHp0t t0 tz t , zuz t , z t , zut , z z 0 z H:u=p 0 z H: u=0z z4.5.2 一維固結(jié)理論一維固結(jié)理論太沙基單向固結(jié)理論有下列一些基本假定：太沙基單向固結(jié)理論有下列一些基本假定：（1）土是均質(zhì)、各向同性且飽和的；）土是均質(zhì)、各向同性且飽和的；（2）土粒和孔隙水是不可壓縮的，土的壓縮完全由孔隙體積）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；的減小引起；（3）土的壓縮和固結(jié)僅在豎直方向發(fā)生；）土的壓縮和固結(jié)僅在豎直方向發(fā)生；（4）孔隙水的向外排出符合達(dá)西定

23、律，土的固結(jié)快慢決定于）孔隙水的向外排出符合達(dá)西定律，土的固結(jié)快慢決定于它的滲流速度；它的滲流速度；（5）在整個(gè)固結(jié)過(guò)程中，土的滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)等均視為常數(shù)；）在整個(gè)固結(jié)過(guò)程中，土的滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)等均視為常數(shù)；孔隙體積的變化流出的水量孔隙體積的變化流出的水量土的壓縮特性土的壓縮特性有效應(yīng)力原理有效應(yīng)力原理達(dá)西定律達(dá)西定律孔隙水壓力的時(shí)空分布孔隙水壓力的時(shí)空分布孔隙水壓力孔隙水壓力孔隙水壓力孔隙水壓力土骨架的體積變化土骨架的體積變化 212wk 1euutaz 固結(jié)系數(shù)固結(jié)系數(shù)2v2uuCtz 1vwk(1e )Carvv2CTtH 時(shí)間因數(shù)時(shí)間因數(shù)H為最大排水距離，在單面排水條件下為土層

24、為最大排水距離，在單面排水條件下為土層厚度，在雙面排水條件下為土層厚度的一半。厚度，在雙面排水條件下為土層厚度的一半。4.5.3、固結(jié)度的的概念及應(yīng)用、固結(jié)度的的概念及應(yīng)用式中：式中：st經(jīng)過(guò)時(shí)間經(jīng)過(guò)時(shí)間t后的基礎(chǔ)沉降量；后的基礎(chǔ)沉降量； SSUt.e251e91e81Uv2v2v2T425T49T42基礎(chǔ)的最終沉降量。基礎(chǔ)的最終沉降量。z1aS H1eS2vT428U1e z z zz 雙面排水雙面排水 取取1時(shí)間因子中厚度時(shí)間因子中厚度H用用H/2代替代替頂面的壓力頂面的壓力底面的壓力底面的壓力1、求某一時(shí)刻、求某一時(shí)刻t的固的固結(jié)度與沉降量結(jié)度與沉降量tTv=Cvt/H2St=U S2、

25、求達(dá)到某一沉降量、求達(dá)到某一沉降量(固結(jié)度固結(jié)度)所需要的時(shí)間所需要的時(shí)間U= St /S 查表確定查表確定Uv2vCHTt Tv zz He1aSz1vwv1vra)ek(1C例：設(shè)飽和粘土層的厚度為例：設(shè)飽和粘土層的厚度為10m，位于不透水堅(jiān)硬巖層上，位于不透水堅(jiān)硬巖層上，由于基底上作用著豎直均布荷載，在土層中引起的附加應(yīng)力由于基底上作用著豎直均布荷載，在土層中引起的附加應(yīng)力的大小和分布如圖所示。若土層的初始孔隙比的大小和分布如圖所示。若土層的初始孔隙比e1為為0.8，壓縮，壓縮系數(shù)系數(shù)av為為2.510-4kPa1，滲透系數(shù)，滲透系數(shù)k為為2.0cm/year。試問(wèn)試問(wèn):(1)加荷一年后

26、，基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降量為多少？加荷一年后，基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降量為多少？ (2)當(dāng)基礎(chǔ)的沉降量達(dá)到當(dāng)基礎(chǔ)的沉降量達(dá)到20cm時(shí)需要多少時(shí)間？時(shí)需要多少時(shí)間？透水層p=240kPa240kPaH=10m不透水層160kPa【解】（【解】（1）該土層的平均附加應(yīng)力為）該土層的平均附加應(yīng)力為 z=(240+160)/2=200kPaHe1aSz1v27.8cmwv1vra)ek(1C3110kN/m0.00025kPa0.8)2cm/y(1/ycm101.4725225cm10001/ycm101.472USSt2.5cm12vvHtCT 1470.最終沉降量最終沉降量固結(jié)系數(shù)固結(jié)系數(shù)時(shí)間因子時(shí)間因子1.

27、5160240 zz查表確定查表確定U=0.451000cm200kPa0.81kPa102.5-1-4（2）已知基礎(chǔ)的沉降為）已知基礎(chǔ)的沉降為St=20cm，最終沉降量，最終沉降量S=27.8cmSSUt0.722vvHtCT year84. 1t vC/ycm101.4725查表確定查表確定1.5160240 zzTv=0.27A AB BH H : :H H = = 2 2: :1 1A AB Bt t : :t t = = 5 5: :1 1例：例： 現(xiàn)有兩軟粘土層（現(xiàn)有兩軟粘土層（A、B）都受到）都受到100kPa的連續(xù)的連續(xù)均勻荷載，土層厚度均勻荷載，土層厚度 兩土層單向排水兩土層

28、單向排水在在A層內(nèi)孔隙比從層內(nèi)孔隙比從1.060減至減至0.982；B土層內(nèi)孔隙比土層內(nèi)孔隙比從從0.910減至減至0.850，已知當(dāng)土的固結(jié)度達(dá)到，已知當(dāng)土的固結(jié)度達(dá)到50所需所需的時(shí)間的時(shí)間，問(wèn)此二土層的滲透系數(shù)成何比例，問(wèn)此二土層的滲透系數(shù)成何比例?2vT428U1e 解：解：1221vppeea)1.060.9821.3:1)0.91 0.85vA12vB12a(eea(eeABvAvBTTvv2C tTH1vv wk(1e )Ca rA A1 1A AB B1 1B BA AB Bv vA A w wv vB B w w2 22 2A AB Bk k ( (1 1+ +e e ) )

29、k k ( (1 1+ +e e ) )t tt ta a r ra a r r= =H HH HA AB Bk k : :k k = = 0 0. .9 96 6: :1 11. 下述關(guān)于土體壓縮性描述正確的是下述關(guān)于土體壓縮性描述正確的是 。(A) 壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)a越大，壓縮模量越大，壓縮模量Es越小，壓縮性越高越小，壓縮性越高(B) 壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)a越大，壓縮模量越大，壓縮模量Es越小，壓縮性越低越小，壓縮性越低(C) 壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)a越大，壓縮模量越大，壓縮模量Es越大，壓縮性越高越大，壓縮性越高(D) 壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)a越大，壓縮模量越大，壓縮模量Es越大，壓縮性越低越大，壓縮

30、性越低2. 均勻地基上兩相同基礎(chǔ)，基底壓力相同，但埋置深度均勻地基上兩相同基礎(chǔ)，基底壓力相同，但埋置深度不同，兩基礎(chǔ)的計(jì)算最終沉降量不同，兩基礎(chǔ)的計(jì)算最終沉降量 。 (A) 埋深大的比埋深淺的沉降大埋深大的比埋深淺的沉降大 (B) 埋深大的比埋深淺的沉降小埋深大的比埋深淺的沉降小 (C) 兩基礎(chǔ)計(jì)算沉降無(wú)差別兩基礎(chǔ)計(jì)算沉降無(wú)差別iisiiHpE1S 3. 土體壓縮性土體壓縮性e p曲線是在曲線是在 條件下試驗(yàn)得到的。條件下試驗(yàn)得到的。(A) 三軸三軸 (B) 無(wú)側(cè)限無(wú)側(cè)限 (C) 有側(cè)限有側(cè)限4. 對(duì)于某一種特定的粘性土，壓縮系數(shù)對(duì)于某一種特定的粘性土，壓縮系數(shù)a是不是一個(gè)常數(shù)？是不是一個(gè)常數(shù)

31、？(A) 是常數(shù)是常數(shù) (B) 不是常數(shù)，隨豎向壓力不是常數(shù)，隨豎向壓力p增大而減小增大而減小(C) 不是常數(shù)，隨豎向壓力不是常數(shù)，隨豎向壓力p增大而增大增大而增大5. 有一箱形基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)傳至基底的壓力有一箱形基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)傳至基底的壓力p=80kPa。若地基土的重度若地基土的重度 =18kN/m3，地下水位在地表下，地下水位在地表下10m處，處，試問(wèn)埋置深度試問(wèn)埋置深度 時(shí)，理論上可不考慮地基的沉降。時(shí)，理論上可不考慮地基的沉降。 (A) 4.4 m (B) 8.3m (C) 10m6. 用分層總和法計(jì)算地基沉降時(shí)，附加應(yīng)力曲線表示用分層總和法計(jì)算地基沉降時(shí)，附加應(yīng)力曲線表示 (A) 總

32、應(yīng)力總應(yīng)力 (B) 孔隙水應(yīng)力孔隙水應(yīng)力 (C) 有效應(yīng)力有效應(yīng)力7. 當(dāng)土為欠固結(jié)狀態(tài)時(shí)，其先期固結(jié)壓力當(dāng)土為欠固結(jié)狀態(tài)時(shí)，其先期固結(jié)壓力pc與目前的上覆與目前的上覆壓力壓力 z的關(guān)系為的關(guān)系為 。 (A) pc z (B) pc= z (C) pc(12) HLH舊建筑舊建筑新建筑新建筑4.8、地基允許變形值及防治地基有害變形的措施、地基允許變形值及防治地基有害變形的措施1.沉降量：基礎(chǔ)中心的沉降沉降量：基礎(chǔ)中心的沉降2.沉降差：同一建筑中相鄰兩個(gè)基礎(chǔ)沉降量的差值沉降差：同一建筑中相鄰兩個(gè)基礎(chǔ)沉降量的差值3.傾斜：獨(dú)立基礎(chǔ)在傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與距離的傾斜：獨(dú)立基礎(chǔ)在傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與距離的比值比值4.局部?jī)A斜：磚石砌體結(jié)構(gòu)沿縱向局部?jī)A斜：磚石砌體結(jié)構(gòu)沿縱向610m內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值。沉降差與其距離的比