地基沉降計算第二章

固體顆粒的壓縮土中水的壓縮空氣的排出土的壓縮性有兩個特點：土的壓縮主要是由于孔隙體積減少而引起的。壓縮量的組成：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。2(2)

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土的固結(jié)。2.1基本概念與力學指標(1)絕對沉降量(最終沉降)(2)沉降與時間的關(guān)系研究建筑物地基沉降包含兩方面的內(nèi)容：本節(jié)講解固結(jié)理論a

e

'p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲線△p△e

p p2

p1斜率a

e＝

e1

e21.壓縮系數(shù)a(一)

e-p曲線及有關(guān)指標vs0am

1

E 1

e3(二)

e-lgp曲線及有關(guān)指標0.70.60.8e0.9Cc114Celg

p(kPa)在e-lg

p曲線可以得到兩個壓縮性指標：壓縮指數(shù)Cc回彈指數(shù)Ce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E0定義：土側(cè)向

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Ei(或Er)定義：應(yīng)力與彈性（即可恢復）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52.2

地基沉降計算方法克位移解(點荷載)，利用地表沉降一、彈性理計算理論：采用

克課題的位移解基本假定：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。Erx

2E

y

2Q(1

2

)

Q(1

2)s

E采用何種模量計算？zPw(x,y,0)理論實際6利用點荷載在荷載分布面積上積分得到均布荷載時，積分可得角點的沉降sc為：矩形基礎(chǔ)沉降mm22Esc

1)

p0m21m

ln

1

ln(m

(1

)bbpc

02(1

)Em=l/b矩形面積的長寬比；p0為基底附加壓力；c稱為角點沉降影響系數(shù)，是長寬比的函數(shù)。用角點法可求得矩形柔性基礎(chǔ)上均布荷載下地基任意點沉降。二、分層總和法基本假設(shè):彈性、無側(cè)向變形；壓縮層下限天然地面zi-1沉降計算厚度i

icc(

i

-

1)z

(

i

-

1)ciziiicz=(0.2或0.1)cz

0iii

ii1i1i1

e1

ee

e

e

i

H

1i

2i

Hs

Hi1i

ai

(

p2i

p1i

)

H1

eei

ai

pinis

si1三、應(yīng)力面積法應(yīng)力面積法是

GB50007-2002中

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znzi△zzi-13

45

621b13

4ip0i-1p0p0p0第n層第i層ziAi2 1

A

25i-16EsiEsiA

Asi

si

si1

i

i1p

0

(zi

i

zi1

i1

)

0

i1)ii

i1nsiEps

n

i

i1s

i1(z

z

sins

i1Ep0z

i

z

i1

i

i1ss

s

9正常固結(jié)土超固結(jié)土四、e-lg

p

曲線（考慮應(yīng)力歷史）10S

e

H

C

H

lg(

p2

)1

e

C

1

e

p1

1

1使用推定的原狀土壓縮曲線正常固結(jié)土：超固結(jié)土(并假定p2

>p)：e1e2ACp1p2e1BCp1p2p1

H

S

C

p

2

lg

H

e

1

e

CplgpC

1

e

1

1

p

Aepe2lg

p11elg

pes

z

v

e

a

z

z1

e0

1

e0

Eepa壓縮系數(shù)△e△pelg

pcc壓縮指數(shù)△e△pe-p（e-lg

p）

曲線計算的非線性e

ap

a

ze

Cc

lg

p

Cc

lg

z

00z1

e1

e

c

e

C

zlg

z12zcz

01

e

0.434C

z

x

y

zzE

1

1

v

E

E

1

1

1

vz

z

x

y

zE為變形模量，v為泊松比11

2ve1

e2

E

1

2v

1

e1

E

1

eEyxz

1

2v

e

e

1

2v

五、考慮側(cè)向變形的影響方法（1957

）為了考慮側(cè)向變形的影響，基于廣義定律，提出如下的豎向應(yīng)變的表達式：13

e1

e2

K

e1

e2

1

e1

1

e1z1Ez1

2v

1

v

z

1

1v

得：n14i1i11

es

K

e1i

e2i修正系數(shù)平面應(yīng)變問題，Ki＝？Skempton－Bjerrum法對于飽和粘性土，考慮側(cè)向變形的修正s

sd

sc

ssvcHs

m

udz0svEm

11

A1

133

1u

B

A

A

3H15cs

1

A

dzv1

m

A

130Hvcs

1m

dz0單向壓縮時cs

C

s

c令HHH00H0v

1

0

A1

A1

Adz1dz3dzmv1dz

31m

AC

1.00.5H/B246810圓形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)s

sd

sc

ss

sd

C

sc

ss對于特定的飽和土體而言，A為土體常數(shù)嚴重超固結(jié)（A=0.0~0.25）、一般超固結(jié)（A=0.25~0.5）、正常固結(jié)（A=0.5~1.0）和靈敏性土（A>1.0）H00H1dz3dz

16ABCDEp0K0p0p0+△

1p0+△

1-△u△uK0p0+△

3

K0(p0+△

1)Skempton－Bjerrum法計算固結(jié)沉降時，實際上是采用

AB+DE有效應(yīng)力路徑代替了真實應(yīng)力路徑AB+BC，而傳維壓縮方法的應(yīng)力路徑為ABE。K0p0+△

3-

△u17Lamb應(yīng)變等值線方法六、應(yīng)力路徑方法qKfK0p’等線CU應(yīng)力路徑ABCDK=’1/’3E

1

AB

BA11AB段BC段1BC

v

BC

AD3

v

31BEBE31

(1

2vK

)

1

[1

vK

v]

EBEv1

EE1BEBEvADv

=1

2vK1

2v(1

2K

)1

2vK1

2v(1

2K

)v

K01

K0BE段（按Hooker定律）118BE1

2v

(1

2K

)

v1

2v(1

2K

)

1

2vK

BE七、Camclay方法以修正模型為例

p

s

v

dp'M22

M

22

2

42

2

dq

2

2

d

1ep'(M

)dpk1

ep'dp'evd

3GdqdesqKfK0p’屈服面ABDCBC段：不排水瞬時沉降CD段：排水固結(jié)沉降CDCDCD1Sv3