【正文】 pdz?? ??56 地基沉降與時間關(guān)系 — 土的單向固結(jié)理論 二、 固結(jié)度及其應(yīng)用 土層的平均固結(jié)度是 時間因數(shù) Tv的單值函數(shù)，它 與所加的附加應(yīng)力的大小無關(guān) ，但 與附加應(yīng)力的分布形式 有關(guān) 。如本例題中， 55 地基沉降計算的 e～ lgp曲線法 試樣是從粘土層中心取出并測得其 eo=，因而第 1分層的 eo應(yīng)大于，第二分層的 eo應(yīng)小于 。步驟（ 3）中已求得粘土層中心處的自重應(yīng)力 p0=115kPa。取 Hi== =5m。iΔe39。Δei39。c 0 0(p = p p )0ip假定 ： ① 土取出地面后體積不變，即（ e0,pc）在原位 壓縮曲線上； ② ，不受擾動影響。 在室內(nèi)壓縮 elgp曲線上，找曲率最大點 A； pc （二）前期固結(jié)應(yīng)力的確定 二、現(xiàn)場壓縮曲線的推求 a. 超固結(jié)土 假定 ： ① 土取出地面后體積不變，即（ e0,p0）在原位 再壓縮曲線上； ② 再壓縮指數(shù) Cs 為常數(shù)； ③ ，不受擾動影響。 （ 7）由圖 4－ 12(b)根據(jù) p1i= σsi和 p2i= σsi+ σzi分別查取初始孔隙比和壓縮穩(wěn)定后的孔隙比，結(jié)果列于下表。 （ 3）求各分層面的自重應(yīng)力（注意：從地面算起）并繪分布曲線 σs0= γd=20 =30kPa σs1= σs0 +γH1=30+20 =80kPa σs2= σs1 +γˊH2=80+() =108kPa σs3= σs2 +γˊH3=108+() =136kPa σs4= σs3 +γˊH4=136+() =164kPa σs5= σs4 +γˊH5=164+() =192kPa （ 4）求各分層面的豎向附加應(yīng)力并繪分布曲線。 自重應(yīng)力 pd?np p d???（ 5）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 ； （ 4）計算地基中的 附加應(yīng)力 分布， 確定壓縮層厚度 。HS1seV1psV體積 H高度 1p?1p1211eeSHe???121111ee eS H Hee? ??????111vvsaS p H m p H p HeE? ? ? ? ? ??二、單向壓縮量公式 體積 sV2seV高度 39。c 0 0p p p??前 期 固 結(jié) 應(yīng) 力 39。0pz??現(xiàn) 有 有 效 應(yīng) 力 39。 （五）應(yīng)力歷史對粘性土壓縮性的影響 固結(jié)應(yīng)力 ：能夠使土體產(chǎn)生固結(jié)或壓縮的應(yīng)力，以 p0表示。p?39。 一、土的壓縮與固結(jié) 在外力作用下，土體體積為什么會縮小呢？ 土粒本身和孔隙中水的壓縮變形； 孔隙氣體的壓縮變形； 孔隙中的水和氣體有一部分向外排出。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。建筑工程系 孫永慶 第三章 土的壓縮與地基沉降計算 概 述 ? 自重應(yīng)力壓縮穩(wěn)定 ? 附加應(yīng)力導(dǎo)致地基土體變形 體積變形 形狀變形 由正應(yīng)力引起，會使土的體積縮小壓密，不會導(dǎo)致土體破壞 形狀變形主要由剪應(yīng)力引起，當(dāng)剪應(yīng)力超過一定限度時， 土體將產(chǎn)生剪切破壞，此時的變形將不斷發(fā)展。這可以用地下水位下降后地層的自重應(yīng)力增大來解釋。 墨西哥某宮殿 左部： 1709年；右部： 1622年；地基： 20多米厚的粘土 由于沉降相互影響，兩棟相鄰的建筑物上部接觸 接觸 修建新建筑物：引起原有建筑物開裂 高層建筑物由于不均勻沉降而被爆破拆除 （墨西哥城） 地基的沉降及不均勻沉降 土的壓縮性 壓縮 ：在外力作用下，土體體積縮小的現(xiàn)象。39。 （四）其它壓縮性指標(biāo) ? ?? ?? ?xx y zyy y xzz x yEEEEEE? ?? ? ?? ?? ? ?? ?? ? ??? ? ????? ? ????? ? ???z z E ? ? ? ? 廣義虎克定律 ? ? 0xx y zEE? ?? ? ?? ? ? ?側(cè) 限 條 件 下 ：0x y zK? ? ???z 1x? ???? ? 0 1K ??? ?? ? 20 2221 11z z z zz x y z zKE E E E E E E? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ??? ??? ? ? ? ? ? ? ? ????? ??22221111z szEE? ??? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?變形模量與壓縮模量關(guān)系 （四）其它壓縮性指標(biāo) 單向壓縮試驗的各種參數(shù)的關(guān)系 已知 求解 av mv Es av —— mv(1+e1) (1+e1)/Es mv av /(1+e1) —— 1/Es Es (1+e1)/ av 1/mv —— 應(yīng)力歷史 ：土體在歷史上曾經(jīng)受到過的應(yīng)力狀態(tài)。39。0pz??現(xiàn) 有 固 結(jié) 應(yīng) 力 39。121VV H A H A S A SV H A H A H? ?? ? ?體積 sV2seV高度 39。 土層交界面、地下水位 應(yīng)為分層面； （ 3）計算地基中的 自重應(yīng)力（從地面算起） 分布。 【 解 】 （ 1）由 L/B=10/5=210可知，屬于空間問題，且為中心荷載，所以基底壓力為 p=FV/(L B)=10000/(10 5)＝ 200kPa 基底凈壓力為 pn=pγd=20020 ＝ 170kPa （ 2）因為是均質(zhì)土，且地下水位在基底以下 ，取分層厚度 Hi=。 各分層的平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力計算結(jié)果見下表。 elgpB 0e E C F A （一）室內(nèi)壓縮曲線的特征 二、現(xiàn)場壓縮曲線的推求 p(lg)e B C D A 1 2 3 過 A點作水平線 A切線 A2及A1和 A2夾角的平分線 A3； 將壓縮試驗曲線下部的直線段向上延長交 A3與交于點 B，則 B點的橫坐標(biāo)即為所求的前期固結(jié)應(yīng)力 pc。c 0 0(p = p = p )（三）現(xiàn)場壓縮曲線的推求 二、現(xiàn)場壓縮曲線的推求 cp0eBCep(lg)c. 欠固結(jié)土 39。 00l g l gc i i ii i i s i c ii c ip p pe e e C Cpp??? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ???cipcipi39。 00l g l glgi i i c i i i c iiicicie e e C p p pppCp? ? ? ? ? ? ? ? ? ???????????????ep(lg)cipcip0ip0ipiΔp0i ip+Δp39。 （ 2）地基分層：砂土層及粘土層下的基巖的沉降量不計，故只需將粘土分層。 畫出室內(nèi)壓縮曲線如圖 4－ 22（ b）所示，用卡薩格蘭德的方法得到粘土層的前期固結(jié)壓力 pc=115kPa。但對于相同土質(zhì)的各分層，如果土質(zhì)較厚，也應(yīng)考慮初始孔隙比 eo隨深度的變化。 二、 固結(jié)度及其應(yīng)用 某一點的固結(jié)度 0001z uu uU uu?? ? ?平均固結(jié)度 39。zσα =∞ 0 α 1 1α ∞α =0實踐背景： H小， p大 大面積堆載 自重應(yīng)力 附加應(yīng)力 自重應(yīng)力 附加應(yīng)力 壓縮土層底面的附加應(yīng)力還不接近零 應(yīng)力分布： 0 1 4 2 3 基本情況： 不透水邊界 透水邊界 56 地基沉降與時間關(guān)系 — 土的單向固結(jié)理論 二、 固結(jié)度及其應(yīng)用 α =139。 二、 土的流變概述 土體的流變性以多種現(xiàn)象表現(xiàn)出來，其中，蠕變（現(xiàn)象）是最常遇到的現(xiàn)象，即 在恒定荷載（應(yīng)力）作用下，土體的變形隨時間增長而增加的現(xiàn)象 。 砂土層 1 2 End of Chapter 5 瞬時沉降 主固結(jié)沉降 次固結(jié)沉降 一、土的壓縮與固結(jié) ? 瞬時沉降指在加荷后立即發(fā)生的沉降 ? 飽和粘土 在很短的時間內(nèi)，孔隙中的水來不及排出，加之土體中的土粒和水是不可壓縮的，因而瞬時沉降是在沒有體積變形的條件下發(fā)生的，它主要是由于土體的側(cè)向變形引起的 ? 瞬時沉降一般不予考慮 一、土的壓縮與固結(jié) ? 對于控制要求較高的建筑物，瞬時沉降可用彈性理論估算。 52 土的壓縮特性 二、單向固結(jié)模型