土力學(xué) 土的壓縮與固結(jié)

4.土的壓縮與固結(jié)4—1概述沉降：在附加應(yīng)力作用下，地基土產(chǎn)生體積縮小，從而引起建筑物基礎(chǔ)的豎直方向的位移（或下沉）稱為沉降某些特殊性土由于含水量的變化也會引起體積變形，如濕陷性黃土地基，由于含水量增高會引起建筑物的附加下沉，稱濕陷沉降。相反在膨脹土地區(qū)，由于含水量的增高會引起地基的膨脹，甚至把建筑物頂裂。除此之外某些大城市，如墨西哥、上海等由于大量開采地下水使地下水位普遍下隊從而引起整個城市的普遍下沉。這可以用地下水位下降后地層的自重應(yīng)力增大來解釋。當(dāng)然，實際問題也是很復(fù)雜的，還涉及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)方面的問題。如果地基土各部分的豎向變形不相同，則在基礎(chǔ)的不同部位會產(chǎn)生沉降差，使建筑物基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降?；A(chǔ)的沉降量或沉降差(或不均勻沉降)過大不但會降低建筑物的使用價值，而且往往會造成建筑物的毀壞。為了保證建筑物的安全和正常使用，我們必須預(yù)先對建筑物基礎(chǔ)可能產(chǎn)生的最大沉降量和沉降差進(jìn)行估算。如果建筑物基礎(chǔ)可能產(chǎn)生的最大沉降量和沉降差，在規(guī)定的允許范圍之內(nèi)，那么該建筑物的安全和正常使用一般是有保證的；否則，是沒有保證的。對后一種情況，我們必須采取相應(yīng)的工程措施以確保建筑物的安全和正常使用?；A(chǔ)沉降量或沉降差的大小首先與土的壓縮性有關(guān)，易于壓縮的土，基礎(chǔ)的沉降大，而不易壓縮的土，則基礎(chǔ)的沉降小?；A(chǔ)的沉降量與作用在基礎(chǔ)上的荷載性質(zhì)和大小有關(guān)。一般而言，荷載愈大，相應(yīng)的基礎(chǔ)沉降也愈大；而偏心或傾斜荷載所產(chǎn)生的沉降差要比中心荷載為大。在這一章里，我們首先討論土的壓縮性；然后介紹目前工程中常用的沉降討算方法；最后介紹沉降與時間的關(guān)系。4－2土的壓縮特性壓縮：土在壓力作用下，體積將縮小。這種現(xiàn)象稱為壓縮。固結(jié)：土的壓縮隨時間增長的過程稱為固結(jié)目前我們在研究土的壓縮性，均認(rèn)為土的壓縮完至是由于孔隙中水和氣體向外排出而引起的脊瞬時沉降香指在加荷甚后立即發(fā)拔生的沉降飽和粘土疊在很短的真時間內(nèi)，鮮孔隙中的墨水來不及衛(wèi)排出，加兔之土體中假的土粒和淘水是不可寬壓縮的，姻因而瞬時害沉降是在兵沒有體積箏變形的條熔件下發(fā)生附的，它主密要是由于譯土體的側(cè)時向變形引列起的艙瞬時沉降恥一般不予確考慮泡對于控制縫要求較高續(xù)的建筑物繪，瞬時沉稅降可用彈架性理論估隸算。對于閥飽和粘土同在局部均婦布荷載作白用下，地朋基地瞬時憐沉降可用芳下式計算冷主固結(jié)與劃主固結(jié)沉鈴降鹿在荷載作辜用下飽和蕩土體中孔押隙水的排短除導(dǎo)致土唐體體積隨箭時間逐漸暑減小，有松效應(yīng)力逐稅漸增加，揉這一過程微稱為主固來結(jié)叔隨著時間鐵的增加，響孔隙水應(yīng)黎力逐漸消燈散，有效絮應(yīng)力逐漸魔增加并最醫(yī)終達(dá)到一廊個穩(wěn)定值冤，此時孔竟隙水應(yīng)力批消散為零制，主固結(jié)矮沉降完成義，這一過獄程所產(chǎn)生巴的沉降為瞇固結(jié)沉降室。改次固結(jié)沉?xí)航嫡就馏w在主節(jié)固結(jié)成將蠻完成之后忽有效應(yīng)力草不變得情承況下還會倡隨時間的腹增長進(jìn)一筑步產(chǎn)生沉賠降，稱為源次固結(jié)沉調(diào)降侵次固結(jié)沉撲降對某些擱土如軟粘悉土是比較享重要的，底對于堅硬堂土或超固搖結(jié)土，這腸一分量相懲對較小。實驗：估用環(huán)刀切抬取扁園柱恐體，一般亦高頓2諸厘米，直遍徑應(yīng)于高奮度繩2蜜．伴5老倍，面積票為告30cm鏈2鄙或紹50c糠m2蘭,崇試樣連同拌環(huán)刀一起理裝入護(hù)環(huán)惹內(nèi)，上下趟有透水石述以便試樣哲在壓力作仁用下排水投?？驹谶M(jìn)水石陶頂部放一險加壓上蓋還，所加壓綠力通過加球壓支架作后用在上蓋更，同時安女裝一只百般分表用來找量測試樣另的壓縮。阻由于試樣道不可能產(chǎn)威生側(cè)向變猶形而只有票豎向壓縮揮。于是，丹我們把這郊種條件下肢的壓縮試澇驗稱為單毅向壓縮試孕驗或側(cè)限打壓縮試驗搜。保用單位壓步力增量所肅引起的孔揮隙比的改刮變，即壓件縮曲線的磨割線坡度佩表征土的欣壓縮性的乒高低欄壓縮曲線怎不是直線耳，即使是啄同一種土防，其壓縮顛系數(shù)也不貴是常量。股工程上為鵝了便于統(tǒng)床一比較，交習(xí)慣采用悲100k騾pa~2救00kp腳a應(yīng)范圍的壓燥縮系數(shù)來證衡量土的辱壓縮性的載高低如在較高的陳壓力范圍備內(nèi)，壓縮但曲線近似肥為一直線局，很明顯川，該直線疑越陡，意污味著土的偽壓縮性越賽高。借體積壓縮猾系數(shù)非mv萌單位應(yīng)力湯作用下單繼位體積的看體積變化踩壓縮模量鍬：乘土體在無眾側(cè)向變形字條件下，物豎直應(yīng)力岡與豎向應(yīng)驗變之比。浙其大小反路映了土體玩在單向壓濃縮條件下鑒對壓縮變?nèi)感蔚牡挚狗衲芰ΑＷ冃文Ａ堪氡硎就馏w猾在無側(cè)限票條件下應(yīng)妥力應(yīng)變之惑比，相當(dāng)紐于理想彈怠性體的彈摸性模量。離其大小反叢映了土體沙抵抗彈塑慶性變形的婦能力旺用于瞬時鉤沉降的估唉算，可用近室內(nèi)三軸麥試驗或現(xiàn)永場試驗測南定債4煩－窮3否單向壓縮嶼量計算公填式多地基土層頑在外荷載酒作用下達(dá)成到固結(jié)穩(wěn)豐定時的最坦大沉降量常，稱為最蛋終沉降量箏。地基最輔終沉降量琴計算方法揭有多種，削通常我們室采用是單隸向壓縮分陷層總和法括。分層總格和法假定美地基土層手只有豎向塌單向壓縮鳥，不產(chǎn)生蹦側(cè)向變形酸。并且只觸考慮地基冰的固結(jié)沉孔降，利用顛側(cè)限壓縮率試驗的結(jié)車果邊e?！昿唱壓縮曲線煙計算沉降西量。響下面將介溜紹單向壓刊縮分層總朵和法的原先理、計算默方法與步飽驟。便5.3.掏1例單一壓縮車土層的沉丹降量計算圖4-30竊設(shè)地基中墳僅有一較桿薄的壓縮而土層，在宵建筑物荷葡載作用下蠶，該土層衣只產(chǎn)生鉛腳直向的壓魂縮變形，洪即相當(dāng)于浮側(cè)限壓縮趴試驗的情室況。土層努的厚度為鵲H匪1壘，在進(jìn)行舒工程建筑裙前的初始匠應(yīng)桑力抖(海土的自重進(jìn)應(yīng)決力尺)踐為倚p堤1傘，認(rèn)為地猾基土體在證自重應(yīng)力礦作用下已月達(dá)到壓縮恢穩(wěn)定，其苦相應(yīng)的孔本隙比為襯e傾1暖；建筑后駁由外荷載找在土層中需引起的附登加應(yīng)力為隱σ廉z親，則總應(yīng)丟力正p勤2累=p膏1紐+峰σ原z隱，其相應(yīng)繪的孔隙比約為且e劑2城，土層的矩高度慢為援H徑2性。設(shè)委V書s咸=鍬1孤，土粒體坐積在受壓謀前后都不偉變粘(鄰如糖圖走4-30怖)伸，土的壓胡縮只是由還于土的孔議隙體積的蛇減小。并翠設(shè)約A距為土體的甜受壓面積民，則在壓霸縮前土的告總體積為圖4-30爭為壓縮后洋土的總體戚積盡AH費2銀=(1+厚e國2挪)V丘s恢根據(jù)壓縮禮前后土顆習(xí)粒體積不你得，可得幕(喇4-30巨)居式中：布e疫1庫，杠e毒2仇可以通過擔(dān)土體的證e?！甈盆壓縮曲線材由初始應(yīng)是力和總應(yīng)追力確定。瀉s蟻—馬—梨沉降量腔，睬c百m士。激若引入壓洋縮系數(shù)與a講v年，壓縮模析量匯E綢s帥上式可變蔬為廟水繁婚(貍4-31喂)地凡兇拋策(4-3彼2)炒5.3.桶2援單向壓縮胃分層總和設(shè)法原理和關(guān)計算步驟啦(1救)鉆原理：由箱于地基土濫層往往不苦是由單一雀土層組成廈，各土層標(biāo)的壓縮性耕能不一樣爹，在建筑載的荷載作痰用下在壓猴縮土層中放所產(chǎn)生的駛附加應(yīng)力蛙的分布沿滔深度方向挑也非直線胃分布，為匆了計算地亡基最終沉請降量趙s袋，首先必識須分層，梅然后分層織計算每一魂薄層的沉后降量蝶s染i半，再將各駕層的沉積棄量總和起雙來，即得專地基表面割的最終沉號降量巡s忌。恥盡火搖謠窮(4-3鉗3)議(2中)星步驟和方傻法參上①廟分層，為循了地基沉醫(yī)降量計算液比較精確反。除每一晃薄層的厚關(guān)度拜h忍i摩≤滑0.4敢b府外，基礎(chǔ)販底面附加貓應(yīng)力數(shù)值示大，變化患大，分層變厚度應(yīng)小縫些，盡量洞使每一薄染層的附加柄應(yīng)力的分容布線接近礎(chǔ)于直線。仁地下水位妄處，層與續(xù)層接觸面然處都要作妖為分層點推。精②嬸計算地基丙土的自重吩應(yīng)力，并中按一定比已例繪制自嗽重應(yīng)力分袋布圖栽，跳(咱自重應(yīng)力援從地面算藥起套)用。絮③西計算基礎(chǔ)碼底面接觸歪壓力驗④喇計算基礎(chǔ)塌底面附加惡應(yīng)力，基漂礎(chǔ)底面附滴加應(yīng)現(xiàn)力掛p炮0允等于基礎(chǔ)窗底面接觸具壓力減去良基礎(chǔ)埋列深任(站d箏)的以內(nèi)土所塵產(chǎn)生的自如重應(yīng)力悠r牲d末。即求⑤袖計算地基夜中的附加驢應(yīng)力，并飾按與自重貨應(yīng)力同一餃比例繪制苗附加應(yīng)力融的分布圖它形。附加單應(yīng)力從基桂底面算起讀。按基礎(chǔ)弦中心點下襯土柱所受心的附加應(yīng)裹力計算地傍基最終沉渴降量。碗⑥率確定壓縮乒土層最終巡計算深度匆Z肥n倘。因地基蔑土層中附憲加應(yīng)力的途分布是隨蠟著深度增雙大而減小弓，超過某夠一深度后零，以下的吵土層壓縮腹變形是很姥小，可忽段略不計。抓此深度稱廢為壓縮土押層最終計撫算深度舍Z稠n等。一般土谷根據(jù)攀σ既z法=0.2聞σ候s者條件確定憲，軟土由宅σ諷z賓=0.1翁σ晉s泊確定。要⑦勢計算每一怖薄層的沉竟降不量截s也i妥。由公東式閃(4-3夕0牲)輛、示(4-3雕1賀)耀、以(4-3反2蘭)跨得是式中：塊—驗—笛第置i僑層土的平戀均附加應(yīng)榆力煎，桶kP但a迷；殃E差si摧—起—玩第讀i遙層土的側(cè)萄限壓縮模韻量秋草，發(fā)kP帝a茶；沾h學(xué)i淹—點—節(jié)第趴i蚊層土的計益算厚度；淡a息vi臟—廈—等第藏i關(guān)層土的壓喚縮系數(shù)蜻，在(伙kPa)頃褲-1軟；駝e停1i窗一一第測i咸層土的原濱始孔隙比炊e摟2i瞧—劑—使第棕i基層土壓縮找穩(wěn)定時的量孔隙比。認(rèn)⑧雖計算地基違最終沉降粉量博4繩—苦4汁土體的受免荷歷史對旬土的壓縮介性的影響橡為了考慮旦受荷歷史歡對土的壓明縮變形的臟影響，就捐必須知道恥土層受過捐的前期固雞結(jié)壓力。喚前期固結(jié)喪壓力，是葵指土層在糞歷史上曾精經(jīng)受到過鹿的最大固輩結(jié)壓力，駱應(yīng)用丟p奪c敵表示。如糕果將其與無目前土層爹所受的自洲重壓力弓p聾相比較，滔天然土層褲按其固結(jié)痰狀態(tài)可分圾為正常固隨結(jié)土、超撥固結(jié)土和品欠固結(jié)土汽。唐如土在形意成和存在棕的歷史中灰只受過等呈于目前土肺層所受的日自重應(yīng)力欺。獵(與即隱p快c伍=屢p葛)數(shù)，并在其筆應(yīng)力作用蘿下完全固幼結(jié)的土稱六為正常固朗結(jié)土，如傲圖怨3-28渾(a嚇)順?biāo)?，反緣之，若土開層在勞p飼c敢＞編p充的壓力作驢用下曾固滔結(jié)過，如護(hù)土層在歷嗚史上曾經(jīng)診沉積到濕圖可3-28誘(b茄)涌中虛線所甘示的地面招，并在自皂重應(yīng)力作拐用下固結(jié)傲穩(wěn)定，由先于地質(zhì)作辮用，上部爽土層被剝枯蝕，而形濕成現(xiàn)在地廳表，這種恰土稱為超室固結(jié)土。母如土屬于見新近沉積駐的堆積物東，在其自棟重應(yīng)真力記p股作用下尚布未完全固另結(jié)，稱為姨欠固結(jié)土蝦，如賓圖裹3-28愁(c武)吊所示。剖前期固結(jié)增壓力觸p霉c丙可按下述校的經(jīng)驗方巷法確練定胡(鳥圖終3-29恨)寫。即先在傻e甚-log潮p肌曲線上找杯到曲率半罪徑最小的拳a列點，過綱a翼點作兩條而線，一條形為切線掛a爭1值，另一條驚為水平億線亂a面3螺，直故線請a驚1儀與腹a舌3憶夾角的角挑平分果線掩a塵2醉與重e諒-log窗p架曲線中直雄線段的延式長線相交釋于膛b壓點，隱b妖點所對應(yīng)襲的壓力即避為土層的屬前期固結(jié)劫壓力。崗應(yīng)該指出泥，前期固澇結(jié)壓力找p田c撤只是反映稱土層壓縮帳性能發(fā)生暗變化的一坊個界限值獨，其成因膀不一定都勸是由土的超受荷歷史往所致。其皇它如粘土港風(fēng)化過程祥的結(jié)構(gòu)變幣化，土粒呈間的化學(xué)釘膠結(jié)、土釣層的地質(zhì)配時代變老全，地下水抽的長期變姨化以及土喬的干縮等比作用均可按能使粘土頃層的密實期程度超過張正常沉積托情況下相偷對應(yīng)的密儲度，而呈多現(xiàn)一種類跑似超固結(jié)抓的性狀。供因此，確剛定前期固傍結(jié)壓力時汽，須結(jié)合杠場地的地袖質(zhì)情況，漫土層的沉升積歷史、永自然地理盞環(huán)境變化信等各種因早素綜合評附定。點4桶—踩5碑料應(yīng)力歷史喜對地基沉李降的影響添前面曾經(jīng)豆討論了粘扯土由于其萍所受的應(yīng)摩力歷史不雪同而具有誰不同的壓陰縮性，并孔依據(jù)能反醉映應(yīng)力歷售史的超固疲結(jié)比建OCR境的大小，昏把土分為役正常固結(jié)織、超固結(jié)擔(dān)和欠固結(jié)污三種狀態(tài)握。一般情垂況下，壓檔縮曲盜線訴(開e淺～灣p改或黎e倒～時lg按p塔)觀是由室內(nèi)價單向固結(jié)匪試驗得到爸的，但由獵于目前鉆覺探取樣的犬技術(shù)條件許不夠理想動、土樣取寶出地面后旬應(yīng)力的釋技放、室內(nèi)撈試驗時切愧土人工擾茅動等因素叢的影響，直室內(nèi)的壓糠縮曲線已滑經(jīng)不能代劇表地基中首現(xiàn)場壓縮無曲謹(jǐn)線賠(柴即原位土居層承受建盆筑物荷載夠后的蓬e拔～映p耳或豪e麥～但lg足p咳關(guān)系曲曬線隸)朱。即使試勤樣的擾動張很小，保魚持土的原鋼位孔隙比舉基本不變痰，但應(yīng)力挑釋放仍是誓無法完全耕避免的，份所以，室?guī)靸?nèi)壓縮曲乎線的起始乖段實際上彼已是一條嘴再壓縮曲歪線。因此沿，必須對鳳室內(nèi)單向燃固結(jié)試驗網(wǎng)得到的壓械縮曲線進(jìn)簡行修正，種以得到符狹合原位土慎體壓縮性銀的現(xiàn)場壓寧縮曲線，廣由此計算惕得到的地煌基沉降才利會更符合秤實際。利史用室內(nèi)買e鳳～鬼lg峽p紐曲線可以搬推出現(xiàn)場挨壓縮曲線撿，從而可媽進(jìn)行更為透準(zhǔn)確的沉尚降計算。痛根據(jù)欣e慨～牛p墳曲線，則久不能做到吐這一點。著另一方面壇，觀場壓劍縮曲線很暢直觀地反璃映出前期黑固結(jié)應(yīng)力照p喝c夜，從而可嘗以清晰地鄉(xiāng)考慮地基皮的應(yīng)力歷劉史對沉降彎的影響；讓同時，現(xiàn)是場壓形縮誠(迅e盼～娃lg輩p農(nóng))悄曲線是由勻直線或折噴線組成，譯通過膚C睜c訊或熱C切s賴兩個壓縮占性指標(biāo)即搜可進(jìn)行計償算，使用嬌較為方便波。佳3.8.原1聲現(xiàn)場壓縮緒曲線的推御求渠墓嗚要考慮三擠種不同應(yīng)花力歷史對獎土層壓縮鎖性的影響斥，必須先穗解決下列怕兩個問題監(jiān)：其一是痰要確定該予土層的前領(lǐng)期固結(jié)應(yīng)箱力和現(xiàn)有亡有效固結(jié)祝應(yīng)力富p俘o由，借以判抬別該土層封是屬于正頁常固結(jié)、皺欠固結(jié)、維還是超固結(jié)結(jié)；其二懷是要推求腳得到能夠亞反映土體葵的真實壓串縮特性的亦現(xiàn)場壓縮臺曲詞線抖窗誠這兩個問寇題都可以港借助室內(nèi)珍壓縮蔽e神～駐lg促p紫曲線來解使決。荷殼兩要根據(jù)室段內(nèi)壓縮曲罪線確定前炎期固結(jié)應(yīng)紀(jì)力、推求鞭現(xiàn)場壓縮歉曲線，我曾們一方面抓要從理論蹲上找出現(xiàn)凱場壓縮曲伏線的特征特，另一方稀面，找出忌室內(nèi)試驗修壓縮曲線餓的特征，升建立室內(nèi)秋壓縮曲線尺和現(xiàn)場壓冊縮曲線的店關(guān)系。范擱1需)日室內(nèi)壓縮賞曲線的特滑征圖4-34試樣的室內(nèi)壓縮、回彈、再壓縮曲線貴歇優(yōu)圖吵4-3磨4隔是取自現(xiàn)堅場的原狀更試樣的室莫內(nèi)壓縮、蹄回彈和再暗壓縮曲線翻。勿圖持4-3悶5聽顯示了初刷始孔隙比砌相同，但爬擾動程度盆不壟同擋(藏由不同的腐試樣厚度夢來反飯映爸)現(xiàn)圖4-34試樣的室內(nèi)壓縮、回彈、再壓縮曲線羞室內(nèi)壓縮種曲線。由粥圖可見，判當(dāng)把壓縮尿試驗結(jié)果丘用聯(lián)e證～蟻lg炮p壺曲線表示眠時，該曲呀線具有以悔下特征：宰糠(1揪)廉室內(nèi)壓縮毀曲線開始落對比較平傭緩，隨著據(jù)壓力的增膝大明顯地尼向下彎曲握，當(dāng)壓力掙接近前期識固結(jié)應(yīng)力濟時，出現(xiàn)軋曲率最大冊點設(shè)A撒，曲線急優(yōu)劇變陡，蛙繼而近平棕直線向下此延伸如演圖霞3-3左4宗所藝示副;幫蹤(2總)庸不管試樣勉的擾動程塌度如何，輝當(dāng)壓力較步大時，它搶們的壓縮金曲線都近板乎直線，貍且大致交挎于掙C愚點，而柜C端點的縱坐旬標(biāo)約為壯租統(tǒng)0.42舒e突0翅,叨e朽0夏為試樣的菠初始孔隙黎比；寫猾(3虹)鞋擾動愈劇壩烈，壓縮亦曲線愈低炸，曲率愈園?。挥挛?4喪)箏從篩圖胸3-3色4暈可以看出肝，卸荷點毫B甜在再壓縮濁曲線曲率膽最大的寫A堡點右下側(cè)撈。割2殺)隸前期固結(jié)搜應(yīng)力的確周定希漲訂為了判斷亦地基土的然應(yīng)力歷史俯，必須確島定它的前群期固結(jié)應(yīng)俯力光P滿c結(jié).縫最常用的株方法是卡隊薩格蘭迷德培(Cas暖agra勞nde篩)睡依據(jù)前述枕的室內(nèi)壓月縮特勤征霜4踩所建議的籍經(jīng)驗圖解少法，其作恐圖方法和寫步驟如下逢見柔圖飽4-36申;嬸劇(1貼)鉤在室內(nèi)壓悅縮渣e旬～利lg議p糧曲線上，叫找出曲率彎最大的披A撓點，過鴉A胃點作水平堪線煮A字1畜、切線狂A爽2達(dá)以及它們陜的角平分暗線誦A弦3鈔；型光(2欣)芒將壓縮曲和線下部的身直線段向紡上延伸交鳴A魚3作于魔B域點，則周B貧點的橫坐左標(biāo)即為所狗求的前期喉固結(jié)應(yīng)力鋒p協(xié)c迫。圖4-36前期固結(jié)應(yīng)力的確定乓穗惕應(yīng)當(dāng)指出誠，采用這建種方法確舞定前期固抽結(jié)應(yīng)力的秤精度在很紫大程度上踐取決于曲術(shù)率最大的允A裙點的選定剖。但是，移通常御A央點是憑借算目測決定李的，有一雨定的誤差尼。同時，澆由上述壓厚縮曲線特纏征凳3梁可知，對敘嚴(yán)重擾動猾試樣，其亭壓縮曲線粉的曲率不烏大明顯，號A爐點的正確偵位置就更懂難以確定命。另外，怨縱坐標(biāo)用新不同的比演例時，面A慢點的位置腫也不盡相微同。因此礎(chǔ)，要可靠環(huán)地確定前夕期固結(jié)應(yīng)誦力，宜結(jié)延合土層形斥成的歷史縱資料，加災(zāi)以綜合分渣析。圖4-36前期固結(jié)應(yīng)力的確定坐賞3益)棋現(xiàn)場壓縮昆曲線的推著求下星休送試樣的前招期固結(jié)應(yīng)莫力確定之須后，就可謹(jǐn)以將它與塌試樣原位財現(xiàn)有固結(jié)及應(yīng)力廁p剃0坡比較，從被而判定該萄土是正常鵝固結(jié)的、廣超固結(jié)的桿、還是欠慮固結(jié)的。飲然后，依暢據(jù)室內(nèi)壓朽縮曲線的法特征，即扔可推求出蛛現(xiàn)場壓縮浴曲線。歌孤(1洗)迷若象p帳c懲=惑p濟0掛(促p吸0息=姻p興0辨)拖，則試樣偵是正常固撕結(jié)的，它魔的現(xiàn)場壓斤縮曲線可霞用下面的牲方法確定立。假定取飽樣過程中求，試樣不恨發(fā)生體積事變化：即脫實驗室測會定的試樣茫初始孔隙也比誠e巷o載就是取土摔深度處的掏天然孔隙夾比。由閱e笑。和測p進(jìn)c皺的值，在客e丟～鳥lg酷p酷坐標(biāo)上定簽出森D撈點，如視圖檔3-3歐7齒所示，此鐘即土在現(xiàn)枕場壓縮的均起點，也讀就是說例，雷(賢e蹲0兆,激p消c男)宮反映了原顯位土的應(yīng)龍力一孔隙維比的狀態(tài)躲。然后，敞從縱坐總標(biāo)奇0.42店e顯。處作一糞水平線交拍室內(nèi)壓縮丑曲線于鉆C泊點。根據(jù)械前述的壓銜縮曲線特板征貫2談，可以推扇論：現(xiàn)場蹦壓縮曲線僅亦通過穗D按點。故連不接毒D早點和遣C恩點；即得寫現(xiàn)場壓縮側(cè)曲線。童累(2查)框若弟p健c躲>肺p拼0趙(慢p色0旅>鍛p需0油)爬，則試樣節(jié)為超固結(jié)尖的。這時去，室內(nèi)壓巧縮試驗必?fù)祈氂孟旅姹姆椒ù_逃定。在試汽驗過程中姿，隨時繪察制狼e之～跡lg鄰p蠻曲線，待尸壓縮曲線悉出現(xiàn)急劇懸轉(zhuǎn)折之后堡，逐級回肚彈至剝p派0自，再分級益加荷。得文到勾圖野3-3推8往所示的曲語線斗AEFC閘即可用于熟確定超固素結(jié)土的現(xiàn)貌場壓縮曲滔線。加①超確定前期橡固結(jié)應(yīng)力公的位置線悅和布C粱點的位置盛；月②睜按試樣在束原位的現(xiàn)坦有有效應(yīng)淋力脆p丙0裝’舅(愉即現(xiàn)有自叮重應(yīng)力朝p塑o想)宋和孔隙比面e開0恥。定出瞧D哪’割點，此即冰試樣在原仔位壓縮的專起點；扎③抵假定現(xiàn)場默再壓縮曲湖線與室內(nèi)池回彈－再刊壓縮曲線倒構(gòu)成的回公滯環(huán)的割筐線較EF宋相平行，循則過鴨D駁’盲點作篇EF哭的平行線綿交只P倡C稀的位置線網(wǎng)于枯D蘋點，泥D甘’后D購線即為現(xiàn)蓋場再壓縮乒曲線；醋④治作倍D渠點和排C朽點的連線朋，即得現(xiàn)確場壓縮曲掌線。圖3-38正常固結(jié)土現(xiàn)場壓縮曲線的推求圖3-39超固結(jié)土現(xiàn)場壓縮曲線的推求茂越(3兼)煤若葬p搶0愿’槳=p梳C道<p女0芝，則試樣在是欠固結(jié)味的。如前挨所述，欠錘固結(jié)土實閃際上屬于深正常固結(jié)菜土奔—榮種特例，性所以，它憐的現(xiàn)場壓償縮曲線的終推求方法勞與正常固訊結(jié)土相同塊，現(xiàn)場壓圾縮曲線與禍圖歪4-3潮7漸相似，但沾壓縮的起靠始點較高火。圖3-38正常固結(jié)土現(xiàn)場壓縮曲線的推求圖3-39超固結(jié)土現(xiàn)場壓縮曲線的推求滅4.5.礎(chǔ)3瓜碎用鈴e玉～純lg傳p且曲線法計扔算地基最興終沉降炮松負(fù)用乞e甲～求lg圣p食曲線法來別計算地基哀的沉降時悶，其基本項方法與勸e注～腹p腳曲線法相寸似，都是戶以無側(cè)向資變形條件鏡下壓縮量阻的基本公損式和分層員總和法為類前提，即芝每一分層草的壓縮量蔽用公腳式完(4-3熱0哥)慎計算，所后不同的是真①Δ靠e得由現(xiàn)場壓棟縮曲線求翠得；洋②升初始孔隙鉤比用懂e儲0掌；辱③積對不同應(yīng)言力歷史的近土層，需田要用不同兼的方法來可計算染Δ茶e腥，即對正陳常固結(jié)土缸、超固結(jié)孔土和欠固臟結(jié)土的計槽算公式在借形式上稍卵有不同。唉因而，畏e術(shù)～駁lg盟p勾曲線法計杰算地基的娛沉降可按嘴照如下步偵驟進(jìn)行：肯昆(1昌)重選擇沉降播計算斷面墾和計算點鴿，確定基得底壓力；曠冠(2示)峽將地基分猴層；術(shù)俱(3腳)疤計算地基晝中各分層尊面的自重貓應(yīng)力及土漏層平均自螞重應(yīng)力凈p貿(mào)oi讀；框反(4誓)腎計算地基動中各分層季面的豎向理附加應(yīng)力造及土層平棵均附加應(yīng)垃力；戲磨(5逃)挺用卡薩格去蘭德的方晌法，根據(jù)滋室內(nèi)壓縮恩曲線確定遍前期固結(jié)口應(yīng)力薄p投ci瞞;兩判定土層巴是屬于正濟常固結(jié)土和、超固結(jié)胞工或欠固議結(jié)土；推他求現(xiàn)場壓吼縮曲線；冬刻(6裁)悶對正常固牲結(jié)土、超評固結(jié)土和鳴欠固結(jié)土練分別用不委同的方法妖求各分層伶的壓縮田量她(狼具體方法嶄見下販?zhǔn)瞿?懇，然后，混將各分層捉的壓縮量爺累加得總跪沉降量，膜即嚷。博1裙)山正常固結(jié)蜜土的沉降拔計算商設(shè)膠圖攝3-3葬9炮為某地基報第歌i鋼分層由室技內(nèi)壓縮試田驗曲線推癥得的現(xiàn)場克壓縮曲線剃。當(dāng)雨第嬸i銷分層在平或均應(yīng)力增胞量栗(葵即平均附朋加應(yīng)雅力遇)述Δ材p仿i針作用下達(dá)所到完全固擊結(jié)時，其法孔隙比的碧改變量應(yīng)勻為喂(4玩-38掠)痛，羊?qū)⑸鲜酱秩藚R式待(3-3統(tǒng)0他)夾中，即可尖得到巾第虛i夸分層的壓芽縮量為扇閉（獄4-3隱9腥）貼式中胡：餓e歷0i磚—壺—那第蠻i性分層的初恰始孔隙比紐；尺p誼0i召—啄—迎第印i結(jié)分層的平火均自重應(yīng)后力；學(xué)H乳i啄—瘋—襖第白i股分層的厚杯度；滔C團ci餃—丙—某第畫i習(xí)分層的的疾現(xiàn)場壓縮化指數(shù)胖膨2來)柔超固結(jié)土比的沉降計蹄算勢促版對超固結(jié)南土地基，有其沉降的乞計算應(yīng)針割對不同大私小分層的托應(yīng)力增量演Δ油p蜂i暢區(qū)分為兩集種情況：遼第一種情叮況是各分減層的應(yīng)力側(cè)增量鞋Δ父p澡i敏大曲于春(瓣p蹈ci乏-尋P鈔0勁)碌，第二種按情況是舞Δ苦p地i窩小瓶于并(縫p沾ci冠-巷P劑0賊)推。黨陡臥對于第一確種情況，趙即思Δ延p販i圖>(般p梁ci洲-擊P刺0吹)標(biāo)，步第飽i益分層的土幻層在舉Δ塌p氣i旺作用下孔克隙比將先州沿著現(xiàn)場貌再壓縮曲長線兇D醒’忍D豬減小耕Δ草e活i相’促，再沿著戰(zhàn)現(xiàn)場壓縮捧曲線欄DC困減小饒Δ翼e農(nóng)i凱’’扁，如被圖切3-40爽(a配)斷所示，其中毯(4寸-40)超(衛(wèi)4-41博)頭于是，孔悅隙比的總穿改變量為勺(武4-42嘩)掩將上式代澡人到太式肺(諷4壽—僅13蒼)汽，即可得等到燈第醒i列分層的壓先縮量置(域4-43鉗)貨式中：遣C財si渾—亂—鐘第門i赴分層現(xiàn)場添再壓縮指甚數(shù)；芳p嘗ci族—坊—桐第辰i礎(chǔ)分層的前境期固結(jié)應(yīng)是力。植對第二種謹(jǐn)情況，即懷Δ往p運i里≤鏈(喉p瞎ci筆-臣P逮0墻)竭，敲第幫i錘分層的土袖層在耀Δ鄙p望i流作用下，蔥孔隙比的獻(xiàn)改變將只任沿著現(xiàn)場杯再壓縮曲廈線棋D值’泄D奇減小，如診圖繞3-40喬(b袍)器所示，其狗改變量為笛鑼(4-4索4)稀則根據(jù)勻式紛(3-3片0代)削，第酸i緩分層的壓尖縮量為屬(4-真45)瞎3妻)鋪欠固結(jié)土斷的沉降計斬算司對于欠固猛結(jié)土，其蔽在自重應(yīng)短力作用下番還沒有完亡全達(dá)到固否結(jié)穩(wěn)定，懼土層現(xiàn)有售的有效固片結(jié)應(yīng)力等疫于前期固勤結(jié)應(yīng)力業(yè)p舞c生，但小干忠現(xiàn)有的固佩結(jié)應(yīng)力即鼠自重應(yīng)力真p封o環(huán)。即使沒棄有外荷載威作用，該暢土層仍會械產(chǎn)生壓縮唱量。因此歉，欠固結(jié)蟻七的沉降炸不僅僅包暮括地基受祝附加應(yīng)力科所科起的頭沉降，而盲且還包括性地基土在退自重作用業(yè)下尚未固雨結(jié)的那部丹分沉降。禁圖莖3-4比1爐為欠固結(jié)追土第棟i踩分層的現(xiàn)版場壓縮曲賠線，由土旦的自重應(yīng)挑力繼續(xù)固雹結(jié)引起的謙孔隙比改咸變亭Δ互e閣i冷’鞭和新增固豈結(jié)應(yīng)力睬Δ暗p埋i棋(揚即附加應(yīng)竊力贊)筋所引起的巷孔隙比改猜變舟Δ黑e曠i館’’仍之和為治(4-餓46)意將上式代敏入執(zhí)（化4務(wù)－位1請3碰），即可晃得蔑第瞞i譯分層土的摩壓縮量為伙(4冷-47)催4蠅—步6敬那地基變形劍與時間的蹄關(guān)呀系拍(鋼滲透固結(jié)歪理袋論顏)毒上一節(jié)介彎紹了地基爐最終沉降諷量的計算啟，最終沉顆降量是指識在上部荷央載產(chǎn)生的去附加應(yīng)力哄作用下，爆地基土體粉發(fā)生壓縮據(jù)達(dá)到穩(wěn)定維的沉降量折。但是對癥干不同的邊地基土體共要達(dá)到壓努縮穩(wěn)定的宴時間長短遇不同。對息于砂土和墓碎石土地物基，因壓退縮性較小威，透水性噸較大，一僅般在施工嚴(yán)完成時，安地基的變慈形已基本液穩(wěn)定；對桌于粘性土食，特別是姻飽和粘土浙地基，因嫁壓縮性大駕，透水性蹄小，其地島基土的固襖結(jié)變形常都用延續(xù)數(shù)諸年才能完雹成。地基見土的壓縮櫻性愈大，紛透水性愈燙小，則完質(zhì)成固結(jié)也聯(lián)就是壓縮凳穩(wěn)定的時呼間愈長。達(dá)對于這類嬸固結(jié)很慢紫的地基，覆在設(shè)計時行，不僅要紡計算基礎(chǔ)臭的最終沉含降量，有異時還需知遍地基沉降悄過程，預(yù)麻計建筑物賣在施工期切間和使用慮期間的地蠢基沉降量詢，即地基較沉降與時怕間的關(guān)系丑，以便預(yù)鈔留建筑物括有關(guān)部分建之間的凈栗空，組織筆施工順序五，控制施描工進(jìn)度，肌以及作為貓采取必要擋措施的依籌據(jù)。肝飽和土體武在荷載作嫂用下，土遵孔隙中的稠自由水隨葬著時間推仆移緩慢滲久出，土的誰體積逐漸單減小的過緩程，稱為沸土的滲透林固結(jié)。下誤面我們通窯過一個模磚型試驗來魚研究飽和仰土體固結(jié)燦過程。橫5.6.儲1紫飽和土的紹滲透固結(jié)用首先我們箱用一個力居學(xué)模型如啄圖糖4-4挎3眉所示，來次模擬飽和震土體中某并點的滲透鳳固結(jié)過程肺。模型為徹一個充滿攜水，水面袍放置一個睜帶有排水兇孔的活塞捷，活塞又另為一彈簧哥所支承的單容器。其腦中彈簧表毛示土的固效體顆粒骨壞架，容器牽內(nèi)的水表羞示土孔隙申中的自由而水，整個蛾模型表示擠飽和土體震，在外荷潑P努的作用下太在土孔隙磚水中所引披起的超靜縣水壓惰力些u錦(仙以測壓管詠中水的超朗高表模示保)獄，稱為孔污隙水壓力廁，在土骨僻架中產(chǎn)生國的應(yīng)力全σ垃′深，稱為有吐效應(yīng)力。托根據(jù)靜力弦平衡條件懼可知：佳(枝4-48惰)圖4-43飽和土的滲透固結(jié)模型妙在荷載犯P昆施加的瞬耽間疾(站即加荷歷廈時滔t=0妖)樹，治圖摸4-43禍(a賣)斧容器中的贈水還來不末及排出，摟加之水又烏是不可壓錦縮的，因胳而，彈簧息沒有壓縮走，有效應(yīng)乖力牙σ川′籠=攏0悄，作用在衡活塞上的剝荷載三P弓全部由水鬼來承擔(dān)，圍孔隙水壓騾力趁u稱＝撇P誠。此時可攀以根據(jù)從寬測壓管量車得水柱高角h研而算出雪u晨＝共γ籮w舒h勤。其后備，滲t頌＞迅0陡(仇圖鞏4-43諷b退)隊，在棒u繪作用下孔析隙水開始毫排出，活暗塞下降，院彈簧開始柱受到壓縮點，純σ遇′蜻＞似0遺。又從測獅壓管測得魯?shù)拿鹔私（而算出適u塊＝柔γ斯w鳥h拋′玩＜炕p暗）。隨著栽容器中水稿的不斷排移出，帳u艷就不斷減洲小?；钊崩^續(xù)下降折，很σ峽′約不斷增大炮。最題后鍬(你圖滾4-43支c仆)雜，當(dāng)彈簧晶所受的應(yīng)躬力與所加陣荷載偉p役相等時，評活塞便不據(jù)再下降。豬此時水停航止排出，言即汽u今＝宣0住，亦即表羨示飽和土界滲透固結(jié)停完成。圖4-43飽和土的滲透固結(jié)模型拔因此，可糾以看出，亡在一定壓茶力作用下季飽和土的布滲透固結(jié)爛就是土體隨中孔隙水劇壓力撫u索向有效應(yīng)仰力淡σ灘′駱轉(zhuǎn)化的過紫程?；蛘呶菡f是孔隙列水壓力逐釣漸消減與出有效力逐車漸增長的沾過程。只引有有效應(yīng)瓜力才能使談土體產(chǎn)生梢的壓縮和泥固結(jié)，土缺體中某點仿有效應(yīng)力罩的增長程偏度反映該滲點土的固租結(jié)完成程萍度。并5.6.鳳2際飽和土的肝單向固結(jié)熄理論叼當(dāng)可壓縮玉土層為厚窗度不大的乎飽和軟粘付土層，其賽上面或下葉面抓(抱或兩松者且)淺有排水砂戒層時，在獨土層表面任有均布外薦荷作用下趣，該層土單中孔隙水濟主要沿鉛統(tǒng)直方向流歷動皇(飲排能出督)漠，類似于卷土的室內(nèi)坦有側(cè)限壓闖縮試驗的以情況，這敲種情況稱擱為單向滲稅透固結(jié)。凝1接)薯單向滲透殖固結(jié)理論辨的基本假圖定塌(1鼠)擱荷載是瞬銳時一次施妥加的；贈(2宣)師土是均質(zhì)街飽和的燥；暮(3晉)薦土層僅在屆鉛直方向零產(chǎn)生壓縮踐和排水；還(4膛)鹿土中水的轎滲流排出營符合達(dá)西沾定律；雀(5觸)省在壓縮過但程中受壓組土層的滲淡透系檔數(shù)宰k宗和壓縮系擾數(shù)溫α散v鵝視為常數(shù)威。臟2晴)標(biāo)單向滲透恢固結(jié)微分把方程式的跡建立及求奏解戶設(shè)先研究戰(zhàn)一種最簡像單的地基恨和荷載條愉件，如聽圖軟4-4猛4咳所示，可滑壓縮飽和碑土層在自績重作用下茫已固結(jié)完校成，施加鄉(xiāng)于地基上司的連續(xù)均篇布荷載轟p友是瞬時一門次加上的槽，引起的依附加應(yīng)力甩σ捆z魚(冠=裳p夫)半沿深度成負(fù)均布分布忠。陵由于底面供為不透水勒層，故土美中水只能綠鉛直地向少上排才出醋(約稱為單面油排水條眨件味)想，從地基棟中任一深純度憶z浙處取一微勺分土猶體睛1×1×宋dz稀。在時間陷間隔席dt立中，流經(jīng)鈴該微分土肌體的水量應(yīng)變化為眼(4-劇49)招根據(jù)法西曠定律可知建：當(dāng)微分遍土體的水懇平截面積抽為拿1×授1騙時，評(進(jìn)4-50珍)改將趟式恐(3-4謙9死)凍代入汁式伴(3-5咽0扒)咳，則在時腫間間腿隔隸d始t羊內(nèi)流經(jīng)該搞微分土體鋼的水量變獲化為錄舟(倘4-51軌)燦由于已假辜定土粒和蕉水本身都伯不可壓縮事，故嫁在祖d錄t悟時間間隔躁內(nèi)，流經(jīng)薯該微分土曲體上下兩永面的孔隙赴水量的變秘化，應(yīng)等脊于微分土康體中孔隙扎體積的減拉小，即紅(椅3-52坊)洪又由于只巧有有效應(yīng)憐力才能使通土體產(chǎn)生世壓縮和變頁形，土體徑壓縮過程課就是孔隙挽水壓力和瞇有效應(yīng)力京的轉(zhuǎn)化過赤程，所以羅則得械(4-優(yōu)56)破式中：攜k指—余—脈土的滲透裳系數(shù)侄，慧cm/y畝r棉；慧e茅1易—虎—掠土層固結(jié)兩前的初始熔孔隙比；溉γ堪w趙—感—璃水的重度助，度9.8k賓N/m考3疼；獻(xiàn)α絮v畫—俊—血土的壓縮蠶系數(shù)閉，依cm螞2千/激N僚；點c事v崇—植—夢土的固結(jié)細(xì)系數(shù)疼，奴cm惱2搜/y樂r械。喬式裹(4-5旦6垂)宮即為飽和壯土單向滲貸透固結(jié)微注分方程式限。遇按晨式液(4-5珠6妹)惹在一定的冊初始條件攀和邊界條擺件下，可湯以解得