【正文】 對粘土層在單面排水或雙面排水條件下分別求 （ 1）加荷一年時的變形量；（ 2）變形量達(dá)到 156mm 所需的時間。 地基變形與時間的關(guān)系 在觀測曲線上選?。? ( t1 ， st1)、 ( t2 ， st2) 、 ( t3 ， st3)。 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 167。 地基變形與時間的關(guān)系 ? 求達(dá)到某一沉降量 (固結(jié)度 )所需要的時間 = St /S? v2vCHTt ?ZU?從 查圖表 610（計算）確定 Tv ZU? 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 167。 地基變形與時間的關(guān)系 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 有關(guān)沉降－時間的工程問題 167。 地基變形與時間的關(guān)系 ? 三種基本情況 1 時間因數(shù) 平均固結(jié)度 ? ? ? 不透水邊界 透水邊界 滲 流 1 2 3 2HtcT VV ?? ZU 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 167。 地基變形與時間的關(guān)系 地基的平均固結(jié)度計算 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 地基的平均固結(jié)度計算 167。, 2 無量綱時間因素 H tCTT VVV ??aekCCwVV ?)1(, ??? 固結(jié)系數(shù)dmk /,土的 滲透系數(shù)?H排水距離，單面排水時取土層厚度 H，雙面排水時取 H/2。 地基變形與時間的關(guān)系 z H ?? u o M ?z p ?一層土平均固結(jié)度 與沉降量 St之間的關(guān)系 ?ZU?? ?? SUSZt?ZU? 確定沉降過程也即 St的關(guān)鍵是確定 ? 確定 的核心問題是確定一點的 ?ZUzzzztzuuU????? ?????? 1,?ZU 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 VTmmmz emU 43,122_22181 ?????????五、荷載一次瞬時施加地基的平均固結(jié)度： 167。 地基變形與時間的關(guān)系 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 ?一點 M的固結(jié)度： 其有效應(yīng)力 ??與總應(yīng)力 ?z的比值 ???? ?????dzdzudzdzUztzHzHZ ??? ,00 1＝總應(yīng)力分布面積有效應(yīng)力分布面積zzzztzuuU????? ?????? 1,Uz,t=0～ 1： 表征一點 超靜孔壓的消散程度 ?一層土的平均固結(jié)度 167。 p ? ? 不透水 z 排水面 H ?? u o ? 滲透固結(jié)微分方程 tuzuc22v ????? 的解： 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 ?從超靜孔壓分布 uz曲線的移動情況可以看出滲流固結(jié)的進(jìn)展情況 ?uz曲線上的切線斜率反映該點的水力梯度水流方向 思考： 兩面排水時 uz曲線分布？ 167。 地基變形與時間的關(guān)系 代入以上初始條件和邊界條件，采用分離變量法可求得特解如下： 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 （ 659） 167。 地基變形與時間的關(guān)系 tuzuc22v?????其中： ? ?年）或 /m/(1 22scmaekcwV ???豎向固結(jié)系數(shù) 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 ? 反映了超靜孔壓的消散速度與孔壓沿豎向的分布有關(guān) ? 是一線性齊次拋物型微分方程式，一般可用分離變量方法求解 ? 其一般解的形式為： ? 只要給出定解條件，求解滲透固結(jié)方程，可得出 u(z,t) tCA veAzCAzCtzu 2)s i nc o s(),( 21 ???? 滲透固結(jié)微分方程： 167。 地基變形與時間的關(guān)系 t=? u=0 ?? =p ?? =P 孔隙水壓力的時空分布： ?大面積荷載下，壓縮土層較薄時，附加應(yīng)力近似為矩形分布 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 p ? ? 不透水巖層 z 排水面 H u0=p u ：超靜孔壓 ?? ：有效應(yīng)力 p ：總附加應(yīng)力 u+ ?? =p u0：初始超靜孔壓 z dz 微單元 t時刻 ? 土的壓縮特性 ? 有效應(yīng)力原理 ? 達(dá)西定律 滲流固結(jié) 基本方程 孔隙體積的變化 ＝流入流出水量差 連續(xù)性條件 ?? u 167。 基本假定： 求解思路： 總應(yīng)力已知 有效應(yīng)力原理 超靜孔隙水壓力的時空分布 167。 地基變形與時間的關(guān)系 三 、 Terzaghi一維滲流固結(jié)理論 物理模型 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 p wph??0t ?附加應(yīng)力 : ?z=p 超靜孔壓 : u=?z=p 有效應(yīng)力 : ??=0 hh?? 0h???? t0附加應(yīng)力 :σz=p 超靜孔壓 : u p 有效應(yīng)力 :σ ?0 ??t附加應(yīng)力 :σz=p 超靜孔壓 : u =0 有效應(yīng)力 :σ ?=p 167。 地基變形與時間的關(guān)系 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 167。1?sa t?2h1h? u39。? u 39。1?sa t?2h1h? u39。? u 39。 地基變形與時間的關(guān)系 H Δh 砂層 (承壓水 ) 粘土層 ?sat 向上滲流 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 167。?? u11h?11h?1?s a t?1h2h靜水條件下的 σ、 u和 σ?分布 (1)靜水條件： 地下水位 ? 總應(yīng)力：單位土柱和水柱的總重量 σ = ?h1+?sath2 ? 孔隙水壓力：凈水壓強(qiáng) u = ?wh2 ? 有效應(yīng)力： σ? = ?u = ?h1+(?sat?w)h2 = ?h1+??h2 自重應(yīng)力情況 167。 地基變形與時間的關(guān)系 總應(yīng)力為自重 應(yīng)力情況（側(cè) 限應(yīng)變條件） 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 CBA211hhs a t?? ? 2hw? 211 39。 地基變形與時間的關(guān)系 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 有效應(yīng)力原理的討論 ? 孔隙水壓力的特性 ? 有效應(yīng)力的特性 ? 是土體發(fā)生變形的原因：顆粒間克服摩擦相對滑移、滾動以及在接觸點處由于應(yīng)力過大而破碎均與 ??有關(guān) ? 是土體強(qiáng)度的成因：土的凝聚力和粒間摩擦力均與 ??有關(guān) 167。 地基變形與時間的關(guān)系 已知或易知 測定或計算 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 有效應(yīng)力原理的討論 ? 孔隙水壓力的特性 ? 有效應(yīng)力的特性 ? 它在各個方向相等，只能使土顆粒本身受到等向壓力，不會使土顆粒移動，因此不會導(dǎo)致孔隙體積發(fā)生變化。 地基變形與時間的關(guān)系 一、 有效應(yīng)力原理的基本概念 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 外荷載 ? 合力 ??A a a Psv 接觸點 Ps A： Aw： As： 土單元的斷面積 顆粒接觸點的面積 孔隙水的斷面積 u39。受外力后， 總應(yīng)力分為兩部分承擔(dān)： ? 由土骨架承擔(dān)，并通過顆粒之間的接觸面進(jìn)行應(yīng)力的傳遞，稱之為 粒間應(yīng)力 ? 由孔隙水來承擔(dān)，通過連通的孔隙水傳遞，稱之為 孔隙水壓力 。 地基變形與時間的關(guān)系 ? 飽和土中有效應(yīng)力原理 ? 一維固結(jié)理論 ? 地基固結(jié)度 ? 地基固結(jié)過程中任意時刻的變形量 ? 利用沉降觀測資料推算后期沉降量 ztzuU??? 1,??? SUS tZt , 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 ? 對所受總應(yīng)力，土體如何分擔(dān)？ ? 它們?nèi)绾蝹鬟f和相互轉(zhuǎn)化？ ? 它們對土的變形和強(qiáng)度有何影響？ 外荷載 ? 總應(yīng)力 ? ? 土體是由 固體顆粒骨架 、孔隙流體（ 水 和 氣 ）三相構(gòu)成的碎散材料，受外力作用后產(chǎn)生的問題： 167。 ■ 在工程實踐中往往需要確定施工期和施工某一時間的沉降量，以便控制施工速度，考慮建筑物不均勻沉降危害采取措施； ■ 有時基地各點的計算沉降量雖然差異不大，但是沉降速率很不相同，也就需要考慮各點沉降過程中任意時間的沉降差異。 基礎(chǔ)最終沉降量計算 ： ?只適合粘性土 ? 缺 點： scd SSSS ??? 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 167。 基礎(chǔ)最終沉降量計算 ： 防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 ? 可 考慮不同應(yīng)力歷史下的地基沉降 ? 基本假定： ? 優(yōu)