土力學(xué)課件土的壓縮性和地基沉降計算-文庫吧
2025-04-25 04:57 本頁面
【正文】 1)( 220 szzzyxz EE? ?zyxzyxzz EEE ?????????? )(000???????? ?zyx ???? ???? ?zxy ???? ???zyx ????????? 12)(變形模量 E0與壓縮模量 Es之間的關(guān)系推導(dǎo)： 所以有 根據(jù)定義 土的壓縮性及壓縮性指標(biāo) 土的 彈性模量 （楊氏模量） E， 是指土體在無側(cè)限條件下瞬時壓縮的應(yīng)力與彈性應(yīng)變的比值。常用于估算建筑物初始瞬時沉降。 壓縮模量 Es 和變形模量 E0的應(yīng)變?yōu)榭倯?yīng)變 ， 包括彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變。彈性模量 E的應(yīng)變只包含彈性應(yīng)變。 通常變形模量取值 土的類型 變形模量 (kPa) 土的類型 變形模量 (kPa) 泥炭 100－ 500 松砂 10000－ 20210 塑性粘土 500－ 4000 密實砂 50000－ 80000 硬塑粘土 4000－ 8000 密實砂礫石 100000－ 202100 較硬粘土 8000－ 15000 土的壓縮性及壓縮性指標(biāo) 167。 地基沉降量計算 地基沉降量是指地基土壓縮變形達固結(jié)穩(wěn)定的最大沉降量。 地基沉降有兩方面的原因： 一是建筑物荷載在土中產(chǎn)生附加應(yīng)力，二是土具有壓縮性。 地基沉降計算方法有 分層總和法 、彈性理論法、應(yīng)力歷史法、應(yīng)力路徑法等等。 分層總和法是目前被廣泛采用的沉降計算方法。 分層總和法是以 無側(cè)向變形條件下的壓縮量公式為基礎(chǔ)。 一、分層總和法 無側(cè)向變形條件下單向壓縮量計算假設(shè)： (1)地基土的一個分層為一均勻、連續(xù)、各向同性的半無限空間彈性體。 (2)土的壓縮完全是由于孔隙體積減小導(dǎo)致骨架變形的結(jié)果，土粒本身的壓縮可忽略不計； (3)土體僅產(chǎn)生豎向壓縮，而無側(cè)向變形； (4)土層均質(zhì)且在土層厚度范圍內(nèi)，壓力是均勻分布的 。 地基沉降量計算 無側(cè)向變形條件下單向壓縮量公式 1 2 11 2 2()1 1 1A H A H A H se e e? ? ? ???? ? ?12111eeSHe?? ? ?? 地基沉降量計算 根據(jù) av， mv和 Es的定義 pea ???? /s111vamEe?? ?aeeepE 11s1)1/(??????上式又可表示為 1111 sa p pS H HeE? ? ?? ? ? ?? 地基沉降量計算 地基沉降量計算 分層總和法 —— 在沉降計算深度范圍內(nèi)劃分若干土層，計算各層的壓縮量（ Si）， 然后求其總和， 即得地基表面的最終沉降量 S， 這種方法稱為 分層總和法 。 沉降計算深度 zn是指自基礎(chǔ)底面向下需要計算壓縮變形所達到的深度。 ?分層總和法 沉降計算深度 zn的確定： σz地基某深度的附加應(yīng)力 。 σs自重應(yīng)力。 ① 一般土層 ： σ z= σ cz； ② 軟粘土層 ： σ z= σ cz； ③ 至基巖或不可壓縮土層 。 分層總和法 地基沉降量計算 分層總和法的 基本思路 是：將壓縮層范圍內(nèi)地基分層，計算每一分層的壓縮量，然后累加得總沉降量。 分層總和法有兩種基本方法： e~p曲線法 和 e～ lgp曲線法 。 地基沉降量計算 用 e～ p曲線法 計算地基的沉降量計算步驟 （ 1）首先根據(jù)建筑物基礎(chǔ)的形狀，結(jié)合地基土層性狀，選擇沉降計算點的位置；再按作用在基礎(chǔ)上荷載的性質(zhì)（中心、偏心或傾斜等），求出基底壓力的大小和分布。 （ 2）將地基分層。 1~2m, =, 土層交界面，地下水位； （ 3）計算地基中的自重應(yīng)力分布。 （ 4）計算地基中豎向附加應(yīng)力分布 。 （ 5）確定壓縮層厚度 ； （ 6）按算術(shù)平均求各分層平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力。 (注意：也可以直接計算各土層中點處的自重應(yīng)力及附加應(yīng)力 ) 地基沉降量計算 （ 7）求出第 i分層的壓縮量。 p→e （ 注意：不同土層要用不同曲線），代公式： （ 8）最后將每一分層的壓縮量累加，即得地基的總沉降量為： 1211iiiiieeSHe????211()1i i i ii i i v i i ii s ia p p pS H H m p HeE??? ? ? ? ??1 2 2 11 1 1 111()11n n n ni i i i i ii i i v i i ii i i ii i s ie e a p p pS H H H m p He e E? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ? 地基沉降量計算 【 例題 4－ 1】 某柱下獨立基礎(chǔ)為正方形，邊長 l=b=4m，基礎(chǔ)埋深d=1m，作用在基礎(chǔ)頂面的軸心荷載 F=1500kPa。地基為粉質(zhì)黏土，土的天然重度 γ=，地下水位深度 ，水下土的飽和重度 γsat=，如圖所示。地基土的天然孔隙比 e1=，地下水位以上土的壓縮系數(shù)為a1=，地下水位以下土的壓縮系數(shù)為 a2=，地基土承載力特征值 fak=94kPa。試采用傳統(tǒng)單向壓縮分層總和法和規(guī)范推薦分層總和法分別計算該基礎(chǔ)沉降量 。 地基沉降量計算 【 解】 按分層總和法計算 ①按比例繪制柱基礎(chǔ)及地基土的剖面圖，如圖所示。 ②按式 計算地基土的自重應(yīng)力（提示：自土面開始，地下水位以下用浮重度計算），結(jié)果如表 46。應(yīng)力圖如圖。 ③計算基底應(yīng)力 ④計算基底處附加應(yīng)力 iicz h?? ??k P 1 344 202141 5 0 0 ?? ??????? lb GFpk P 1 30 ?????? dpp ?⑤計算地基中的附加應(yīng)力 ⑥地基受壓層厚度 zn 確定 ⑦地基沉降計算分層 ⑧計算各層土的壓縮量 地基沉降量計算 ⑨ 柱基礎(chǔ)中點最終沉降量 11 6 . 9 7 1 4 . 4 2 9 . 1 6 5 . 9 6 4 6 . 5 m mn iiSS?? ? ? ? ? ? ??自基底 深度 z (m) 土層 厚度 Hi (m) 自重 應(yīng)力 (kPa) 附加應(yīng)力（ kPa） 孔隙比 e1 附加應(yīng) 力平均 值 (kPa) 分層土壓 縮變形量 ΔSi (mm) l/b z/b α c σ z 0 0 表 46 分層總和法計算地基沉降量 地基沉降量計算 【例題 42】墻下條形基礎(chǔ)寬度為 m， 傳至地面的荷載為 100 kN／ m， 基礎(chǔ)理置深度為 m， 地下水位在基底以下 m， 如下圖所示，地基土的室內(nèi)壓縮試驗試驗 ep數(shù)據(jù)下表所示，用分層總和法求基礎(chǔ)中點的沉降量。 地基沉降量
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