工程地質與土力學-4土的壓縮性與地基沉降計算

第4章土的壓縮性與地基沉降計算4.1地基中的應力4.2土的壓縮性及壓縮性指標4.3地基沉降的計算方法（1）自重應力*****豎向自重應力*****水平向自重應力：（2）基底壓力考慮建筑物上部結構的重量、基礎的重量以及回填土的重量：（3）基底附加壓力基礎理置深度為d，基底標高以上天然土層按分層厚度取加權重度：第4章土的壓縮性與地基沉降計算4.1地基中的應力4.2土的壓縮性及壓縮性指標4.3地基沉降的計算方法（4）地基中的附加應力

第4章土的壓縮性與地基沉降計算4.1地基中的應力4.2土的壓縮性及壓縮性指標4.3地基沉降的計算方法豎直集中力作用下地基中的附加應力計算－Valentin

JosephBoussinesq公式討論：*r=0**z=const***r=const第4章土的壓縮性與地基沉降計算4.1地基中的應力4.2土的壓縮性及壓縮性指標4.3地基沉降的計算方法布辛涅斯克（1842～1929)是一位非同凡響的法國力學家、物理學家和數學家，對水動力學、振動力學、光學和熱學理論做出過杰出貢獻。1872年至1886年任里爾大學科學系教授，講授微積分。1886年至1918年退休前任巴黎科學院的力學教授。1834年英國拉塞爾（J.S.Russell）實驗觀察到了孤立波，1844年在英國科學進展協(xié)會的會議上報告了他的結果；此后遭到權威學者艾里、斯托克斯等的非議；1871年，Boussinesq第一個提出數學理論，支持Russell實驗觀察；1876年，瑞利爵士（LordRayleigh）也建立了支持Russell實驗觀察的數學理論，在他的論文末尾，Rayleigh承認了Boussinesq理論提出在先。1877年，Boussinesq提出了淺水長波近似，建立了著名的Boussinesq方程，此后得到了廣泛的應用和推廣。1877年，Boussinesq在他的論文“Théoriedel’écoulementTourbillant”（Mem.PrésentésparDiversSavantsAcad.Sci.Inst.Fr.,Vol.23,pp.46-50）中首次提出湍流渦粘度假設，1897年，他出版了Théoriedel'écoulementtourbillonnant

ettumultueuxdesliquides，這一著作對湍流和水動力學做出了巨大貢獻。經查，湍流（turbulence）這個名詞的提出多半應歸功于Boussinesq。此外，Boussinesq還對小密度差分層流中的浮力驅動流提出了著名的Boussinesq近似，在計及浮力的情況下，提出了簡捷可靠的理論。他在彈性力學、巖土力學等方面也有卓越貢獻。由于Boussinesq在流體力學的多個領域里都有貢獻，至今很多流體力學著作中不能不提及他。例如，僅Boussinesq近似就有三種，分別涉及淺水波、渦粘度和浮力流（現在大多專指關于浮力流中的近似）。（5）地基中附加應力分布的相關問題探討*σz等值線（空間應力泡）**σx等值線***τxz等值線地基土的側向變形基礎邊緣下的地基土主要發(fā)生于淺層易于發(fā)生剪切破壞

****應力疊加*****雙層地基的附加應力分布:上軟下硬：應力集中上硬下軟：應力擴散第4章土的壓縮性與地基沉降計算4.1地基中的應力4.2土的壓縮性及壓縮性指標4.3地基沉降的計算方法（1）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忽略不計主要組成部分土的固結：土體在壓力作用下，壓縮量隨時間增長的過程粘性土---透水性差，水不易排出---需要長時間壓縮---穩(wěn)定第4章土的壓縮性與地基沉降計算4.1地基中的應力4.2土的壓縮性及壓縮性指標4.3地基沉降的計算方法（2）土的側限壓縮試驗土樣橫斷面積-----------------------A土樣初始高度----------------------H1土樣受壓變形穩(wěn)定后高度-------H2土樣的壓縮量------------S=H1-H2土樣受壓前的孔隙比-------------e1土樣受壓后的孔隙比-------------e2+H1=H2+S

因此，改變荷載p將對應不同的壓縮量S，進而得到相應不同的孔隙比e。最終得到e-p關系，即土的壓縮曲線：第4章土的壓縮性與地基沉降計算4.1地基中的應力4.2土的壓縮性及壓縮性指標4.3地基沉降的計算方法（1）分層總和法*繪制基礎中心點下（地基中）的自重應力和附加應力分布曲線**確定地基沉降計算的深度Zn一般為σz=0.2σcz處；軟土σz=0.1σcz處；有基巖時到基巖面。***確定Zn范圍內的分層界面不同土層的分界面；地下水位面；單一分層厚度<0.4B。****計算地基土的各分層沉降量*****計算基礎的最終沉降第4章土的壓縮性與地基沉降計算4.1地基中的應力4.2土的壓縮性及壓縮性指標4.3地基沉降的計算方法（2）沉降分析中的若干問題粘性土沉降的三個組成部分土的應力歷史土的回彈與再壓縮

瞬時沉降（初始沉降）Sdp0=pc，正常固結卸荷再壓縮階段土的固結沉降（主沉降）Scp0<pc，超固結（沖刷）壓縮性明顯降低次固結沉降（蠕變沉降）Ssp0>pc，欠固結（新近沉積或人工填土）第4章土的壓縮性與地基沉降計算4.1地基中的應力4.2土的壓縮性及壓縮性指標4.3地基沉降的計算方法KaiserEffect

二十世紀五十年代初，德國科學家Joseph

Kaiser在所作的研究工作中觀察到，銅、鋅、鋁、鉛、錫、黃銅、鑄鐵和鋼等金屬和合金在形變過程中都有聲發(fā)射現象。他提出了材料形變聲發(fā)射的不可逆效應，即：對材料進行反復卸加載試驗時，材料在超過先前所施加的應力級之前不出現可探測到的聲發(fā)射。現在人們稱材料的這種不可逆現象為Kaiser效應!