【正文】 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 主要難點 學(xué)習(xí)要點 4 工程實例 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 問題： 沉降 ，且左右兩部分存在明顯的沉降差。 變形特性測試方法 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 167。 飽和土體的滲流固結(jié)理論 14 特殊應(yīng)力狀態(tài) 一維問題 側(cè)限壓縮試驗 軸對稱問題 常規(guī)三軸試驗 167。 一、常規(guī)三軸試驗 二、側(cè)限壓縮試驗 三、 普遍應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系及本構(gòu)模型 四、現(xiàn)場原位試驗 16 167。 ?與圍壓有關(guān) ?非線性 ?剪脹性 ?彈塑性 18 二、側(cè)限壓縮試驗 167。 二、側(cè)限壓縮試驗 試驗方法 P1 s1 e1 e0 P t e s t P2 s2 e2 P3 s3 e3 20 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 －以正常固結(jié)粘土為例 z p??z?)e1(e 00 ?1 Es 1 Ee 非線性 彈塑性 記憶性 ? zszE ????側(cè)限變形模量： 167。 22 由虎克定律 : ? ?yxzz EE ????? ???????xyx y z0。 ? 接觸點處彈性變形 ? 彈性撓曲變形 ? 顆粒滾爬的可逆性 ? 封閉氣泡受壓 ? 塑性變形 ? 大孔隙消失 ? 接觸點顆粒破碎 ? 顆粒相對滑移 ? 扁平顆粒斷裂 167。 三、普遍應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系及本構(gòu)模型 25 四、現(xiàn)場原位試驗 自學(xué) 167。 變形特性測試方法 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 167。 一維壓縮性及其指標(biāo) 一、 e σ ′ 曲線 39。E ?????側(cè)限壓縮模量 ,KPa ,MPa 側(cè)限變形模量 固體顆粒 孔隙 z0e1e?? ? ? ??0s1eEa??vs01amE 1 e?? ?體積壓縮系數(shù)， KPa1 ， MPa1 31 167。??e?a39。(kP )?e 167。 一維壓縮性及其指標(biāo) 二、 e lgσ ′ 曲線 a39。 曲線 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 167。f39。gh —— 室內(nèi)試驗 ?s= ?z ?p= ?z39。 4土的壓縮性與地基沉降計算 167。(lg)?e A B C D m 1 2 3 先期固結(jié)壓力 σ p的確定： Casagrande 法 (f) B點對應(yīng)于先期固結(jié)壓力 ?p (b) 作水平線 m1 (c) 作 m點切線 m2 (d) 作 m1,m2 的角分線 m3 (e) m3與試驗曲線的直線段交于點 B (a) 在 elgσ’壓縮試驗曲線上，找曲率最大點 m ?p 40 167。?① 確定先期固結(jié)壓力 σ p ② 過 e0 作水平線與 σ p作用線交于 B。 4土的壓縮性與地基沉降計算 167。?CBD③ 過 D點作斜率為 Ce的直線，與 σ p作用線交于 B點， DB為原位再壓縮曲線； ④ 過 作水平線與 elgσ ’ 曲線交于點 C； ps()? ? ?原位壓縮曲線的近似推求 167。 變形特性測試方法 167。這種變形的速率與孔壓消散的速率無關(guān)，取決于土的蠕變性質(zhì)，既包括剪應(yīng)變，又包括體應(yīng)變。 167。 不可壓縮層 可壓縮層 σz=p p 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 167。 地基的最終沉降量計算 計算公式 2C1 1 1peHS H C lg ( )1 e 1 e p??????一、單一土層一維壓縮問題 （ b） elgσ 180。?1p 2p?p p 2eC1 1 1 ppHHS C lg C lg1 e p 1 e???????????? ? ??? ??A?50 167。 地基的最終沉降量計算 167。 地基的最終沉降量計算 二、地基最終沉降量分層總和法 （ a）基底壓力為線性分布 （ b）附加應(yīng)力用彈性理論計算 （ c）只發(fā)生單向沉降：側(cè)限應(yīng)力狀態(tài) （ d）只計算固結(jié)沉降，不計瞬時沉降和次固結(jié)沉降 （ e） 將地基分成若干層，認(rèn)為整個地基的最終沉降量為各層沉降量之和 ： ?? iSS52 計算步驟 167。 情況 2 d 地面 基底 已知：地基各土層的壓縮曲線 ? 原狀土壓縮曲線 53 d 地面 基底 計算步驟－情況 1 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 167。 地基的最終沉降量計算 二、地基最終沉降量分層總和法 (a)計算原地基中自重應(yīng)力分布 (b)計算開挖后地基中自重應(yīng)力分布 (c)確定地基中附加應(yīng)力 ?z分布 39。曲線計算 二、地基最終沉降量分層總和法 d 地面 基底 p p0 ?d ? 自重應(yīng)力 附加應(yīng)力 沉降計算深度 ?szi ?zi Hi 57 167。曲線計算 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 167。曲線 ?基面面積大，埋深大，施工期長 i層地基的沉降量 Si = 再壓縮沉降量 S1i + 壓縮沉降量 S2i 167。 地基的最終沉降量計算 二、地基最終沉降量分層總和法 計算公式 szi39。??????? ??? ? ???s z i z i2 i i2 i i c i1 i 1 i s z i39。 ②側(cè)限壓縮假定使計算值偏?。? ③地基不均勻性導(dǎo)致的誤差等。 4土的壓縮性與地基沉降計算 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 167。 67 單向分層總和法的評價 ?可計算多層地基； ?可計算不同形狀基礎(chǔ)、不同分布的基底壓力； ?參數(shù)的試驗測定方法簡單； ?已經(jīng)積累了幾十年應(yīng)用的經(jīng)驗，適當(dāng)修正。曲線與 elg σ180。 4土的壓縮性與地基沉降計算 167。 飽和土體的滲流固結(jié)理論 69 關(guān)西國際機場 世界最大人工島 1986年： 開工 1990年： 人工島完成 1994年： 機場運營 面積： 4370m 1250m 填筑量： 180 106m3 平均厚度： 33m 地基： 1521m厚粘土 167。 飽和土體的滲流固結(jié)理論 St?S不可壓縮層 可壓縮層 p 72 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 物理模型 數(shù)學(xué)模型 （ 1）基本假定 （ 2）基本變量 （ 3）建立方程 問題求解 固結(jié)系數(shù) 時間因數(shù) （ 1）求解思路 （ 2）初始、邊界條件 （ 3）微分方程的解 74 物理模型 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 ①土層均勻且完全飽和； ②土顆粒與水不可壓縮； ③變形是單向壓縮（水的滲出和土層壓縮是單向的）； ④ 荷載均布且一次施加； —— 假定 ?z = const ⑤滲流符合達(dá)西定律且滲透系數(shù)保持不變； ⑥壓縮系數(shù) a是常數(shù)。 飽和土體的滲流固結(jié)理論 167。? ? ? ??有效應(yīng)力原理： zz39。 4土的壓縮性與地基沉降計算 2v 2uuCtz?????80 ? 線性齊次拋物線型微分方程式，一般可用分離變量方法求解。 4土的壓縮性與地基沉降計算 （ 1）求解思路 2v 2uuCtz?????81 不透水巖層 飽和壓縮層 σz=p Hp 0t? ??? t0 ??tz?t,zuz?t,z?? t,zu t,z??z?0 ? z ? H: u=p z=0: u=0 z=H: ?u??z?? 0 ? z ? H: u=0 （ 2）邊界、初始條件 方程求解 一、一維滲流固結(jié)理論 167。 方程求解 一、一維滲流固結(jié)理論 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 vv 2CTtH?時間因數(shù) m＝ 1， 3， 5，7 4土的壓縮性與地基沉降計算 zt,zzt,zzzzt,zu1uU????????? ??z?t,z?? t,zuH基本概念 M 85 平均固結(jié)度 Ut與沉降量 St之間的關(guān)系 t時刻： ??? SUS tt? 確定 St的關(guān)鍵是確定 Ut ? 確定 Ut的核心問題是確定 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 二、 固結(jié)度的計算 Tv－反映固結(jié)程度 87 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 3. 地基沉降過程計算 二、 固結(jié)度的計算 不透水邊界 透水邊界 89 3. 地基沉降過程計算 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 二、 固結(jié)度的計算 3. 地基沉降過程計算 透水邊界 apbp應(yīng)力分布： 1 2 5 3 4 基本情況： 透水邊界 H vv 2CTtH?91 求某一時刻 t的固結(jié)度與沉降量 求達(dá)到某一固結(jié)度所需要的時間 根據(jù)前一階段測定的沉降－時間曲線，推算以后的沉降－時間關(guān)系 167。 4土的壓縮性與地基沉降計算 三、有關(guān)沉降－時間的工程問題 93 求達(dá)到某一沉降量 (固結(jié)度 )所需要的時間 Ut= St /S? 從 Ut 查表（計算）確定 Tv v2vCHTt ?167。 4土的壓縮性與地基沉降計算