土力學(xué)-第四章-土的變形性質(zhì)及地基沉降計(jì)算-資料下載頁
2025-04-29 05:02本頁面
【正文】 土的壓縮完全由孔隙體積的減小引起 （ 壓縮曲線 ） 。 ? 土的壓縮和固結(jié)僅在豎直方向發(fā)生 。 ? 孔隙水的滲流符合達(dá)西定律 ， 土的固結(jié)快慢決定于它的滲透速度 。 ? 在整個固結(jié)過程中 ， 土的滲透系數(shù) 、 壓縮系數(shù)視為常數(shù) 。 ? 地面上作用著連續(xù)均布荷載并且是一次施加的 。 Terzaghi單向固結(jié)理論 tzzqtqtzzqq ddddd ?????????? ???單元體的滲流條件 tzz uγktzzqwdddd 22??????zuγkkivAqw ??????單元體的變形條件 微單元體孔隙體積的變化率： tzteetzyxeetttV Vdd11 dddd1d?????????????????? ?p uapae ddd ?????? ?tuatupate??????????tztueattV V dd1 d ???????? ?tuzuaekw ???????221?? ?Vwcaek ???1tuzucv ?????22該式稱為一維固結(jié)微分方程， Vc稱為固結(jié)系數(shù)。 單元體的滲流連續(xù)條件 初始條件、邊界條件如下： ? ? 0 , 0 , 0 , 0 0 , 0 0 , 0 0 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? u H z t z u H z t u z t p u H z t z 時 無滲流 不透水 時 時 時 ? vTmmmztz eHzmmu 4π1,222πs i n1π4 ?????? ?m— 正奇數(shù) ( 5）； e— 自然對數(shù)的底； TV — 豎向固結(jié)時間因素， ,t為時間， H為壓縮土層最遠(yuǎn)排水距離，單面排水時， H取土層厚度；雙面排水時， H取土層厚度之半。 2HtcT VV ?有了孔隙水壓力 u隨時間 t和深度 z變化的函數(shù)解 ， 即可求得地基在任一時間的固結(jié)沉降 。 此時 ， 通常要用到地基的固結(jié)度 U這個指標(biāo) ， 其定義如下： cctcct sUsssUtt ?? 或固結(jié)度 ? ???????????HzHztdzdzuzeazueaU00H0zH0ztzt1d1d1???固結(jié)度 VTmmmemU 4π122t221π81?????????????????????? ?????????? ??? ?VV TTU 4π9e x p914πe x pπ81 222t或VTeU 4π2t2π81???固結(jié)度 固結(jié)度與時間因素的關(guān)系 ? 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) ， 但與土層中附加應(yīng)力的分布形態(tài)有關(guān) 。 固結(jié)度及其應(yīng)用 利用圖 428和式 457， 可以解決下列兩類沉降計(jì)算問題； ? 已知土層的最終沉降量 ， 求某一固結(jié)歷時 t已完成的沉降； ? 已知土層的最終沉降量 ， 求土層完成某一沉降量所需的時間 。 固結(jié)度及其應(yīng)用 【 例題 1】 設(shè)飽和粘土層的厚度為 10m， 位于不透水堅(jiān)硬巖層上 ， 由于基底上作用著豎直均布荷載 ， 在土層中引起的附加應(yīng)力的大小和分布如圖所示 。 若土層的初始孔隙比 e1為， 壓縮系數(shù) av為 104kPa， 滲透系數(shù)k為 。 試問 :(1)加荷一年后 ， 基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降量為多少 ？ (2)當(dāng)基礎(chǔ)的沉降量達(dá)到 20cm時需要多少時間 ？ 例題分析 實(shí)測沉降 時間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式 飽和粘性土地基沉降的三個階段 瞬時沉降 （不排水沉降， 畸變沉降） 固結(jié)沉降 （主固結(jié)沉降） 次固結(jié)沉降 d c ss s s s? ? ?地基沉降三個組成部分 ? 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 ? 對于控制要求較高的建筑物 ， 瞬時沉降可用彈性理論估算 。 對于飽和粘土在局部均布荷載作用下 ， 地基的瞬時沉降可用彈性力學(xué)公式計(jì)算 。 021bpEs ????影響系數(shù) ? 主固結(jié)與主固結(jié)沉降 在荷載作用下飽和土體中孔隙水的排出導(dǎo)致土體體積隨時間逐漸減小 ， 有效應(yīng)力逐漸增加 ， 這一過程稱 為 主固結(jié) 。 隨著時間的增加 ， 孔隙水應(yīng)力逐漸消散 ，有效應(yīng)力逐漸增加并最終達(dá)到一個穩(wěn)定值 ，此時孔隙水應(yīng)力消散為零 ， 主固結(jié)沉降完成 ，這一過程所產(chǎn)生的沉降為 固結(jié)沉降 。 ? 次固結(jié)沉降 土體在主固結(jié)沉降完成之后有效應(yīng)力不變的情況下 ， 還會隨時間的增長進(jìn)一步產(chǎn)生沉降 ， 稱為 次固結(jié)沉降 。 次固結(jié)沉降對某些土 ， 如軟粘土是比較重要的 ， 對于堅(jiān)硬土或超固結(jié)土 ， 這一分量相對較小 。 ? 次固結(jié)沉降說明土具有流變性。 ? 土體的變形、應(yīng)力與時間有關(guān)的性質(zhì)稱為土的 流變性 。 蠕變 松弛
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