2015年地基與基礎(chǔ)(高教版)教學(xué)課件：土變形

土的變形

土的壓縮性引起的工程問題壓縮試驗建筑物的沉降觀測與地基允許變形值土中自重應(yīng)力及附加應(yīng)力項目4第一頁，共30頁。第一頁，共30頁。能根據(jù)勘察報告判斷土的壓縮性能計算自重應(yīng)力能說明房屋建造前后土中應(yīng)力的變化本項目目標(biāo)項目4第二頁，共30頁。第二頁，共30頁。定義：土的壓縮性是指在壓力作用下體積壓縮變小的性能。土的壓縮主要原因：由于孔隙中水和氣被擠出，土顆粒相互靠攏，致使孔隙體積減小而引起的。一、土的壓縮性引起的工程問題項目4第三頁，共30頁。第三頁，共30頁。土具有變形特性荷載作用地基發(fā)生沉降荷載大小土的壓縮特性地基厚度一致沉降（沉降量）差異沉降（沉降差）建筑物上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力影響結(jié)構(gòu)物的安全和正常使用項目4第四頁，共30頁。第四頁，共30頁。問題：沉降2.2米，且左右兩部分存在明顯的沉降差。墨西哥某宮殿地基：20多米厚的粘土項目4第五頁，共30頁。第五頁，共30頁。由于沉降相互影響，兩棟相鄰的建筑物上部接觸項目4第六頁，共30頁。第六頁，共30頁?；娱_挖，引起陽臺裂縫項目4第七頁，共30頁。第七頁，共30頁。修建新建筑物：引起原有建筑物開裂項目4第八頁，共30頁。第八頁，共30頁。高層建筑物由于不均勻沉降而被爆破拆除項目4第九頁，共30頁。第九頁，共30頁。建筑物立面高差過大項目4主樓4層翼樓2層第十頁，共30頁。第十頁，共30頁。建筑物過長：長高比7.6:147m3915019419917587沉降曲線(mm)項目4第十一頁，共30頁。第十一頁，共30頁。水槽內(nèi)環(huán)環(huán)刀透水石試樣傳壓板百分表施加荷載，靜置至變形穩(wěn)定逐級加大荷載測定：軸向應(yīng)力軸向變形試驗方法項目4二、側(cè)限壓縮試驗第十二頁，共30頁。第十二頁，共30頁。實驗成果01002003004000.60.70.80.91.0e項目4a(kP)P第十三頁，共30頁。第十三頁，共30頁。01002003004000.60.70.80.91.0e壓縮系數(shù)，KPa-1，MPa-11e0固體顆粒孔隙壓縮指標(biāo)項目4eaD=-DRDR(kPa)P第十四頁，共30頁。第十四頁，共30頁。01002003004000.60.70.80.91.0e壓縮系數(shù)a1-2常用作比較土的壓縮性大小土的類別a1-2(MPa-1)高壓縮性土0.5中壓縮性土0.1-0.5低壓縮性土<0.1項目4eaD=-DRDR(kPa)P第十五頁，共30頁。第十五頁，共30頁。三

建筑物的沉降觀測與地基允許變形值

1、建筑物的沉降觀測目的：預(yù)估最終沉降量，判斷不均勻沉降的發(fā)展趨勢，以便控制施工速度或采取相應(yīng)的加固處理措施。項目4第十六頁，共30頁。第十六頁，共30頁。（1）沉降觀測點(diǎn)的布置設(shè)置好水準(zhǔn)基點(diǎn)。宜靠近觀測對象，但必須在壓力影響范圍以外，水準(zhǔn)基點(diǎn)不應(yīng)少于三個。設(shè)置好觀測點(diǎn)。一般設(shè)置在建筑物四周的角點(diǎn)、轉(zhuǎn)角處、縱橫墻的中點(diǎn)、沉降縫和新老建筑物連接處的兩側(cè)，或地質(zhì)條件有明顯變化的地方，數(shù)量不宜少于6點(diǎn)。觀測點(diǎn)的間距一般為8～12m。項目4第十七頁，共30頁。第十七頁，共30頁。（2）沉降觀測的技術(shù)要求采用精密水準(zhǔn)儀測量，觀測的精度為0.01mm。從澆搗基礎(chǔ)后立即開始，施工期間的觀測不應(yīng)少于4次。竣工后觀測時間間隔，第一年不少于3～5次，第二年不少于2次，以后每年1次，直到下沉穩(wěn)定為止。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為半年的沉降量不超過2㎜。項目4第十八頁，共30頁。第十八頁，共30頁。如出現(xiàn)等速沉降，就有導(dǎo)致地基喪失穩(wěn)定的危險。當(dāng)出現(xiàn)加速沉降時，表示地基已喪失穩(wěn)定，應(yīng)及時采取措施，防止發(fā)生工程事故。如沉降速率減少到0.05mm/d以下時，可認(rèn)為沉降趨向穩(wěn)定，這種沉降稱為減速沉降。第十九頁，共30頁。第十九頁，共30頁。2、地基允許變形值（1）地基變形分類不同建筑物采用不同的地基變形特征來進(jìn)行比較與控制。《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007—2002）將地基變形依其特征分為以下四種：l）沉降量：指單獨(dú)基礎(chǔ)中心的沉降值2）沉降差：指兩相鄰單獨(dú)基礎(chǔ)沉降量之差3）傾斜：指單獨(dú)基礎(chǔ)在傾斜方向上兩端點(diǎn)的沉降差與其距離之比4）局部傾斜：指砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱墻6～10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離之比項目4第二十頁，共30頁。第二十頁，共30頁?；A(chǔ)沉降量基礎(chǔ)沉降差項目4第二十一頁，共30頁。第二十一頁，共30頁。墻身局部傾斜基礎(chǔ)傾斜Δs傾斜=lΔs局部傾斜=l=6～10m項目4第二十二頁，共30頁。第二十二頁，共30頁。天然地面z1線—天然地面任意深度z處水平面上的豎直自重應(yīng)力。z四、土中自重應(yīng)力及附加應(yīng)力項目4第二十三頁，共30頁。第二十三頁，共30頁。地下水位面不透水層面h1h2h3h4z1、成層土中豎向自重應(yīng)力沿深度的分布項目4第二十四頁，共30頁。第二十四頁，共30頁。地下水下降，有效自重應(yīng)力增大Zσczhrwh原地下水位變動后地下水位2、地下水位升降對土中自重應(yīng)力的影響h原地下水位變動后地下水位rwh地下水上升，有效自重應(yīng)力減小項目4第二十五頁，共30頁。第二十五頁，共30頁。討論：地下水對地基的影響、利用及防治項目4第二十六頁，共30頁。第二十六頁，共30頁。3、基底壓力的概念基底壓力：基礎(chǔ)底面?zhèn)鬟f給地基表面的壓力，也稱基底接觸壓力?；讐毫Ω郊討?yīng)力地基沉降變形基底反力基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的外荷載上部結(jié)構(gòu)的自重及各種荷載都是通過基礎(chǔ)傳到地基中的。上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基建筑物設(shè)計項目4第二十七頁，共30頁。第二十七頁，共30頁。4、基底附加應(yīng)力FG天然地面基礎(chǔ)底面dpp0A基底附加應(yīng)力式中P0—基底附加壓應(yīng)力，由于建筑物的建設(shè)，基底在原自重應(yīng)力基礎(chǔ)上新增加的壓應(yīng)力,kPa。—土中自重應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa—基底以上土的天然土層重度的加權(quán)平均值，地下水位以下取有效重度。d—基礎(chǔ)埋深，從天然地面算起，m。項目4第二十八頁，共30頁。第二十八頁，共30頁。σz

等值線－應(yīng)力泡5、附加應(yīng)力的分