飽和土土體滲透固結(jié)理論

第四節(jié)飽和土體滲流固結(jié)理論飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!飽和土體固結(jié)沉降計(jì)算滲流固結(jié)終了時(shí)間與沉降關(guān)系孔隙水壓力大小受載滲流固結(jié)滲流固結(jié)理論(saturatedsoils)飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!土骨架孔隙水孔隙固結(jié)模型一、一維滲流固結(jié)課題飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!固結(jié)過程飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!(3)建立方程：微小單元（1×1×dz）微小時(shí)段（dt）孔隙體積的變化＝流出的水量土的壓縮特性有效應(yīng)力原理達(dá)西定律超靜孔隙水壓力的時(shí)空分布超靜水壓力超靜水壓力土骨架的體積變化＝不透水巖層飽和壓縮層z飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!在dt時(shí)間內(nèi)：由于：可得滲流固結(jié)過程的基本關(guān)系式孔隙體積的變化＝流出的水量飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!

線性齊次拋物線型微分方程式，一般可用分離變量方法求解。給出定解條件，求解滲流固結(jié)方程，就可以解出uz,t。（1）求解思路：求解方程：飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!應(yīng)用傅利葉級(jí)數(shù)可得：超靜孔隙水壓力排水最長(zhǎng)距離時(shí)間因素奇數(shù)正整數(shù)飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!超靜孔隙水壓力的分布（a）飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!（四）固結(jié)度(Degreeofconsolidation)固結(jié)度有效應(yīng)力總應(yīng)力超靜水壓力飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!將代入上式得：實(shí)用簡(jiǎn)化飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!平均固結(jié)度與時(shí)間因素關(guān)系圖飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!第二、第三種情況：起始超靜水壓力沿土層深度為線性變化飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!土層較薄，分布荷載較基底面積分布大無(wú)外載，新填土，自重壓力固結(jié)飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!固結(jié)度的合成計(jì)算方法飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!土的沉降與時(shí)間關(guān)系計(jì)算時(shí)間t沉降量最終沉降量時(shí)間t固結(jié)度飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!（2）已知地基的最終沉降量，求土層達(dá)到一定沉降量所需要的時(shí)間①根據(jù)已知的S∞和給定的St，計(jì)算Ut②根據(jù)α值和Ut值，查圖表求Tv③根據(jù)已知的Cv、H和Tv，計(jì)算t飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!例：某飽和粘土層厚10m，在大面積荷載P0=120kPa作用下，已知e=1，a=0.3MPa-1，k=1.8cm/year，雙面排水條件下求（1）加荷一年時(shí)的沉降量；（2）沉降量達(dá)140mm所需的時(shí)間。飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!側(cè)限壓縮試驗(yàn)試件厚度小、固結(jié)時(shí)間短，次固結(jié)可忽略飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!2.時(shí)間對(duì)數(shù)法飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!土的壓縮性測(cè)試方法一、側(cè)限壓縮試驗(yàn)及其表示方法一維壓縮性及其指標(biāo)一、e-σ′曲線二、e-lgσ′曲線三、原位壓縮曲線及再壓縮曲線一、單一土層一維壓縮問題二、地基最終沉降量分層總和法三、地基最終沉降量規(guī)范法地基的最終沉降量計(jì)算一、一維滲流固結(jié)理論二、固結(jié)度的計(jì)算三、固結(jié)沉降隨時(shí)間的變化關(guān)系四、與固結(jié)有關(guān)的施工方法飽和土體的滲流固結(jié)理論小結(jié)飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!數(shù)學(xué)模型①土層均勻且完全飽和；②土顆粒與水不可壓縮；③變形是單向壓縮（水的滲出和土層壓縮是單向的）；④荷載均布且一次施加；——假定z=const⑤滲流符合達(dá)西定律且滲透系數(shù)保持不變；⑥壓縮系數(shù)a是常數(shù)。(1)基本假定：(2)求解思路：總應(yīng)力已知有效應(yīng)力原理超靜孔隙水壓力的時(shí)空分布飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!固體體積：孔隙體積：選取右圖微元體（斷面積1x1，厚度dz）飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!根據(jù)達(dá)西定律：最后可得：固結(jié)系數(shù)Cv

反映了土的固結(jié)性質(zhì)：孔壓消散的快慢－固結(jié)速度；Cv

與滲透系數(shù)k成正比，與壓縮系數(shù)a成反比；（cm2/s；m2/year）飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!不透水巖層飽和壓縮層σz=pp0zH:u=pz=0:u=0z=H:uz

0zH:u=0（2）邊界、初始條件：z飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!土質(zhì)相同而厚度不同的兩層土，當(dāng)壓縮應(yīng)力分布和排水條件相同時(shí)，達(dá)到同一固結(jié)度時(shí)時(shí)間因素相等土質(zhì)相同、厚度不同土層，荷載和排水條件相同時(shí)，達(dá)到相同固結(jié)度所需時(shí)間之比等于排水距離平方之比結(jié)論：對(duì)于同一地基情況，將單面排水改為雙面排水，要達(dá)到相同的固結(jié)度，所需歷時(shí)應(yīng)減少為原來(lái)的1/4

飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!超靜孔隙水壓力的分布（b）水力梯度(Hydraulicgradient)飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!平均固結(jié)度(Averagedegreeofconsolidation)平均固結(jié)度等于時(shí)間t時(shí)，土層骨架已經(jīng)承擔(dān)起來(lái)的有效應(yīng)力對(duì)全部附加壓應(yīng)力的比值。即：飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!為了計(jì)算簡(jiǎn)便，可以用下列近似公式：當(dāng)當(dāng)當(dāng)飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!種情況：起始超靜水壓力為常數(shù)飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!第二、第三種情況可以用下列公式計(jì)算實(shí)用中可能遇到的起始靜水壓力分布近似的分為5種情況：Tv值可用通過圖5-24或表5-15查取得到飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!面積小，底面應(yīng)力為0土層較薄，新近沉積土受外載作用面積小，底面應(yīng)力不為0飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!（五）沉降與時(shí)間關(guān)系的計(jì)算飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!（1）已知地基的最終沉降量，求某一時(shí)刻的固結(jié)沉降量①根據(jù)已知土層的k、a、e、H和給定的時(shí)間t，計(jì)算Cv和Tv②根據(jù)α值和Tv值，查圖表求Ut③根據(jù)已知的S∞和Ut值，計(jì)算St飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!例：某飽和粘土層厚10m，在大面積荷載P0=120kPa作用下，已知e=1，a=0.3MPa-1，k=1.8cm/year，雙面排水條件下求（1）加荷一年時(shí)的沉降量；（2）沉降量達(dá)140mm所需的時(shí)間。飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!（六）固結(jié)系數(shù)(Coefficientofconsolidation)的確定固結(jié)系數(shù)Cv通過側(cè)限壓縮試驗(yàn)定義公式Cv愈大，相同條件下，土體完成固接所需時(shí)間愈短飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!1.時(shí)間平方根法90%1.15飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!作業(yè)：

5-75-8飽和土土體滲透固結(jié)理論共39頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!壓縮定律；壓縮系數(shù)(pressioncoefficient)、壓縮模量(Compression

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