工程地質(zhì)與土力學(xué)-4土的壓縮性與地基沉降計(jì)算

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

第4章土的壓縮性與地基沉降計(jì)算4.1地基中的應(yīng)力4.2土的壓縮性及壓縮性指標(biāo)4.3地基沉降的計(jì)算方法豎直集中力作用下地基中的附加應(yīng)力計(jì)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(jì)算4.1地基中的應(yīng)力4.2土的壓縮性及壓縮性指標(biāo)4.3地基沉降的計(jì)算方法布辛涅斯克（1842～1929)是一位非同凡響的法國(guó)力學(xué)家、物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家，對(duì)水動(dòng)力學(xué)、振動(dòng)力學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)理論做出過杰出貢獻(xiàn)。1872年至1886年任里爾大學(xué)科學(xué)系教授，講授微積分。1886年至1918年退休前任巴黎科學(xué)院的力學(xué)教授。1834年英國(guó)拉塞爾（J.S.Russell）實(shí)驗(yàn)觀察到了孤立波，1844年在英國(guó)科學(xué)進(jìn)展協(xié)會(huì)的會(huì)議上報(bào)告了他的結(jié)果；此后遭到權(quán)威學(xué)者艾里、斯托克斯等的非議；1871年，Boussinesq第一個(gè)提出數(shù)學(xué)理論，支持Russell實(shí)驗(yàn)觀察；1876年，瑞利爵士（LordRayleigh）也建立了支持Russell實(shí)驗(yàn)觀察的數(shù)學(xué)理論，在他的論文末尾，Rayleigh承認(rèn)了Boussinesq理論提出在先。1877年，Boussinesq提出了淺水長(zhǎng)波近似，建立了著名的Boussinesq方程，此后得到了廣泛的應(yīng)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(shè)，1897年，他出版了Théoriedel'écoulementtourbillonnant

ettumultueuxdesliquides，這一著作對(duì)湍流和水動(dòng)力學(xué)做出了巨大貢獻(xiàn)。經(jīng)查，湍流（turbulence）這個(gè)名詞的提出多半應(yīng)歸功于Boussinesq。此外，Boussinesq還對(duì)小密度差分層流中的浮力驅(qū)動(dòng)流提出了著名的Boussinesq近似，在計(jì)及浮力的情況下，提出了簡(jiǎn)捷可靠的理論。他在彈性力學(xué)、巖土力學(xué)等方面也有卓越貢獻(xiàn)。由于Boussinesq在流體力學(xué)的多個(gè)領(lǐng)域里都有貢獻(xiàn)，至今很多流體力學(xué)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(xiàn)在大多專指關(guān)于浮力流中的近似）。（5）地基中附加應(yīng)力分布的相關(guān)問題探討*σz等值線（空間應(yīng)力泡）**σx等值線***τxz等值線地基土的側(cè)向變形基礎(chǔ)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(yīng)力疊加*****雙層地基的附加應(yīng)力分布:上軟下硬：應(yīng)力集中上硬下軟：應(yīng)力擴(kuò)散第4章土的壓縮性與地基沉降計(jì)算4.1地基中的應(yīng)力4.2土的壓縮性及壓縮性指標(biāo)4.3地基沉降的計(jì)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(jì)主要組成部分土的固結(jié)：土體在壓力作用下，壓縮量隨時(shí)間增長(zhǎng)的過程粘性土---透水性差，水不易排出---需要長(zhǎng)時(shí)間壓縮---穩(wěn)定第4章土的壓縮性與地基沉降計(jì)算4.1地基中的應(yīng)力4.2土的壓縮性及壓縮性指標(biāo)4.3地基沉降的計(jì)算方法（2）土的側(cè)限壓縮試驗(yàn)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(duì)應(yīng)不同的壓縮量S，進(jìn)而得到相應(yīng)不同的孔隙比e。最終得到e-p關(guān)系，即土的壓縮曲線：第4章土的壓縮性與地基沉降計(jì)算4.1地基中的應(yīng)力4.2土的壓縮性及壓縮性指標(biāo)4.3地基沉降的計(jì)算方法（1）分層總和法*繪制基礎(chǔ)中心點(diǎn)下（地基中）的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力分布曲線**確定地基沉降計(jì)算的深度Zn一般為σz=0.2σcz處；軟土σz=0.1σcz處；有基巖時(shí)到基巖面。***確定Zn范圍內(nèi)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(jì)算地基土的各分層沉降量*****計(jì)算基礎(chǔ)的最終沉降第4章土的壓縮性與地基沉降計(jì)算4.1地基中的應(yīng)力4.2土的壓縮性及壓縮性指標(biāo)4.3地基沉降的計(jì)算方法（2）沉降分析中的若干問題粘性土沉降的三個(gè)組成部分土的應(yīng)力歷史土的回彈與再壓縮

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

二十世紀(jì)五十年代初，德國(guó)科學(xué)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(xiàn)象。他提出了材料形變聲發(fā)射的不可逆效應(yīng)，即：對(duì)材料進(jìn)行反復(fù)卸加載試驗(yàn)時(shí)，材料在超過先前所施加的應(yīng)力級(jí)之前不出現(xiàn)可探測(cè)到的聲發(fā)射?，F(xiàn)在人們稱材料的這種不可逆現(xiàn)象為Kaiser效應(yīng)!