【正文】 定方法 適用透水性較 大的砂性土 適 適用透水性較 小的粘性土 H1 H2 H3 H Δ h k1 k2 k3 x z q1x q3x q2x L 1 1 2 2 不透水層 (1) 水平滲流 條件 : mhiiL???x m xqq? ?mHH? ?層狀地基的等效滲透系數(shù) 等效滲透系數(shù) : qx=vxH=kxiH Σqmx=Σ kmimHm ? ?x m mmm1k H kHHkH???? ??????層狀地基的等效滲透系數(shù) (2) 豎直滲流 H1 H2 H3 H Δ h k1 k2 k3 x z v 承壓水 條件 : mvv?mhh? ? ??mHH? ?等效滲透系數(shù) : mmmvHhk??zkvHh ?? mzmvHvHkk? ?mmmmhvkH??mzmH11k H k????????zmmHkHk??算例 d ay/m100k,d ay/m1k,d ay/,332211??????按層厚加權(quán)平均，由較大值控制 倒數(shù)按層厚加權(quán)平均，由較小值控制 d a y/ Hkk iix ?? ?d a y/kHHkiiz ??? 滲透力與滲透變形 一 滲透力的性質(zhì) 物理意義： 單位土體內(nèi)土骨架所受到的滲透水流的拖曳力，它是體積力 j = γwi 大小： 方向： 與 i 方向一致（均質(zhì)土與 滲流方向一致） 作用對(duì)象： 土骨架 滲透力與浮力有何區(qū)別？ 基本類(lèi)型 二 .滲透變形（滲透破壞） 流土 管涌 土工建筑物及地基由于滲流作用而出現(xiàn)的變形或破壞 形成條件 防治措施 1. 流土 流土 在向上的滲透作用下，表層局部土體顆粒同時(shí)發(fā)生懸浮移動(dòng)的現(xiàn)象 粘性土 k1k2 砂性土 k2 壩體 滲流 crii0JW ?????原因： i icr : 土體處于穩(wěn)定狀態(tài) i = icr : 土體處于臨界狀態(tài) i icr : 土體發(fā)生流土破壞 在滲流作用下，一定級(jí)配的無(wú)粘性土中的細(xì)小顆粒，通過(guò)較大顆粒所形成的孔隙發(fā)生移動(dòng)，最終在土中形成與地表貫通的管道。 計(jì)算： 地下水位以上用天然重度，地下水位以下用浮重度 土體在自重作用下，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期，已經(jīng)壓縮穩(wěn)定，因此， 土的自重應(yīng)力不再引起土的變形 。 ?影響因素 ?計(jì)算方法 ?分布規(guī)律 上部結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ) 地基 建筑物設(shè)計(jì) ?暫不考慮上部結(jié)構(gòu)的影響，使問(wèn)題得以簡(jiǎn)化； ?用荷載代替上部結(jié)構(gòu)。 因此 ， 應(yīng)在基底壓力中扣除基底標(biāo)高處原有土的自重應(yīng)力 ， 才是基礎(chǔ)底面下真正施加于地基的壓力 ， 稱(chēng)為 基底附加應(yīng)力或基底凈壓力 。 因此土的壓縮亦要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能完成 。于是，我們把這種條件下的壓縮試驗(yàn)稱(chēng)為 單向壓 縮試驗(yàn) 或 側(cè)限壓縮試驗(yàn) 。 超固結(jié)比 OCR ：前期固結(jié)應(yīng)力與現(xiàn)有有效應(yīng)力之比 ， 即 OCR＝ pc/p 正常固結(jié)土： 先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)時(shí)的土壓力 pc＝ p0 OCR=1 超固結(jié)土： 先期固結(jié)壓力大于現(xiàn)時(shí)的土壓力 pcp0 OCR1, OCR愈大 ， 土受到的超固結(jié)作用愈強(qiáng) ， 在其他條件相同的情況下 ， 其壓縮性愈低 。 c、 次固結(jié)沉降： 由土顆粒之間的蠕變及重新排列產(chǎn)生 。 地基最終沉降量的計(jì)算常用方法有 (傳統(tǒng)的 )分層總和法和規(guī)范推薦的分層總和法。 沉降計(jì)算深度的下限 (應(yīng)力比法 ) 一般取地基附加應(yīng)力等于自重應(yīng)力的 20% , 即 ?z ＝?c處；在該深度以下如有高壓縮性土，則應(yīng)繼續(xù)向下計(jì)算至 ?z ＝ ?c處 isiiiiiiiiiiiiii HEpHeppaHeeeHS ??????????1121211)(1?各分層沉降量 ： 最終沉降量 ： 121nniis s s s s?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 計(jì)算步驟 1 選擇沉降計(jì)算剖面 ，在每一個(gè)剖面上選擇若干計(jì)算點(diǎn)（通常為基礎(chǔ)的中心點(diǎn)）。 3 求出計(jì)算點(diǎn)垂線(xiàn)上各分層層面處的豎向自重應(yīng)力 ?c ( 從地面起算 )。 土的變形與強(qiáng)度都只取決于有效應(yīng)力 有效應(yīng)力原理 飽和土中任意點(diǎn)的總應(yīng)力 σ總是等于有效應(yīng)力 σ′加上孔隙水壓力 u 39。它在固結(jié)過(guò)程中隨時(shí)間不斷變化，固結(jié)完成應(yīng)等于零，飽水土層中任意時(shí)刻的總孔隙水壓力應(yīng)是靜孔隙水壓力與超靜孔隙水壓力之和。 土的破壞主要是由于剪切所引起的， 剪切破壞 是土體破壞 的重要特點(diǎn)。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) c=15 kPa，? =20o。 擋土墻在壓力作用下不發(fā)生任何變形和位移 (靜止不動(dòng) )，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)時(shí)，土體作用在擋土墻上的土壓力稱(chēng)為靜止土壓力，用 E0表示 。填土為粘性土，其重度、內(nèi)摩擦角、粘聚力如下圖所示 ，求主動(dòng)土壓力及其作用點(diǎn)，并繪出主動(dòng)土壓力分布圖 h=6m ?=17kN/m3 c=8kPa ?=20o 【 解答 】 主動(dòng)土壓力系數(shù) a n 2 ＝?????? ?? ?oaK墻底處土壓力強(qiáng)度 k P aKchKp aaa ＝?? ?臨界深度 mKcz a )/(20 ＝??主動(dòng)土壓力 mkNKchKzhE aaa /)2)(( 0 ＝??? ?主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)距墻底的距離 mzh ))(3/1( 0 ??2c√Ka z 0 Ea (hz 0)/3 6m ?hKa2c√Ka 。 在外力作用下，擋土墻推擠土體向后位移至一定數(shù)值，墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻上的土壓力稱(chēng)為被動(dòng)土壓力，用 Ep表示。 三軸壓縮試驗(yàn)測(cè)定，按剪切前的固結(jié)狀態(tài)和剪切時(shí) 的排水條件分為三種 固結(jié)排水試驗(yàn)、固結(jié)不排水試驗(yàn) 和 不固結(jié)不排水試驗(yàn)。 當(dāng)土的強(qiáng)度指標(biāo) c， ? 為已知， 若土中某點(diǎn)的大小主應(yīng)力 σ1和 σ3滿(mǎn)足上列關(guān)系式時(shí)，則該土體正好處于極限平衡或破壞狀態(tài)。 地基固結(jié)度 一點(diǎn) M： 地 層： 一層土的平均固結(jié)度 , ,001Hzt zt tt Hzzdz u d z SUSdzdz??? ??? ? ? ?? ???有 效 應(yīng) 力 分 布 面 積 ＝總 應(yīng) 力 分 布 面 積基本概念 地基固結(jié)度是指地基土層在某一壓力作用下，經(jīng)歷時(shí)間 t所產(chǎn)生的固結(jié)變形量與最終固結(jié)變形量之比值，或土中超孔隙水壓力消散程度 ? ?0 0 ,Z c t c z t zU s s u u u ???? ? ? ?在時(shí)刻 t的沉降量與最終沉降量之比 3) 常見(jiàn)計(jì)算 條件 雙面排水時(shí) ?無(wú)論哪種情況，均按情況 1計(jì)算； ?壓縮土層深度 H取 1/2值 透水邊界 apbp應(yīng)力分布： 1 2 5 3 4 基本情況： 透水邊界 H 2vvCTtH? 求某一時(shí)刻 t的固結(jié)度與沉降量 t Tv=Cvt/H2 2vvT4t , ( T ) 28U 1 e 或 查 表?????St=Ut S? Ut= St /S? 從 Ut 查表確定 Tv 2vvTHtC?求達(dá)到某一沉降量 (固結(jié)度 ) 所需要的時(shí)間 [例 2] 某飽和黏土層的厚度為 10m， 在大面積荷載 p0=120kPa作用下 ， 設(shè)該土層的初始孔隙比 e0=1， 壓縮系數(shù) α=,壓縮模量 ES=， 滲透系數(shù) k= 108 cm/s。都是在隨時(shí)間 t而不斷變化．滲流固結(jié)過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是土中兩種不同應(yīng)力形態(tài)的轉(zhuǎn)化過(guò)程。 5 求出各分層的 平均自重應(yīng)力 p1i 和平均附加應(yīng)力 ?pi 6 由各分層的平均自重應(yīng)力p1i 和平均自重應(yīng)力 p1i 與平均附加應(yīng)力 ?pi 之和(p1i+ ?pi ) ,在壓縮曲線(xiàn)上查出相應(yīng)的 初始孔隙比和壓縮穩(wěn)定后的孔隙比 7 計(jì)算 各分層土的壓縮量 ?si 8 地基 最終沉降量 s 的分層總和法 d 地面 基底 p p0 ?d ? 自重應(yīng)力 附加應(yīng)力 沉降計(jì)算深度 ?szi ?zi Hi 自重應(yīng)力 從 地面 算起 附加應(yīng)力 是由基底附加應(yīng)力 pγd 引起的 ?? iSS 飽和土中的有效應(yīng)力 把飽和土體中由孔隙水來(lái)承擔(dān)或傳遞的應(yīng)力定義為 孔隙水應(yīng)力 ，常以 u表示。天然土層的交界面和地下水位面必為分層面，在同一類(lèi)土層中分層厚度不宜過(guò)大。每個(gè)分層壓縮量的計(jì)算方法與無(wú)側(cè)向變形條件下的壓縮量計(jì)算方法相同。地基的最終沉降量是指地基土在外荷作用下壓縮穩(wěn)定后的沉降量。 第 6章 地基變形 沉降的三個(gè)部分： a、 瞬時(shí)沉降： 根據(jù)彈性理論公式估算 。 三、 壓縮曲線(xiàn) 研究土在不同壓力作用下，孔隙比變化規(guī)律 土樣在壓縮前后變形量為△ Hi，整個(gè)過(guò)程