土的壓縮性和沉降計(jì)算(參考版)
2025-05-04 22:55本頁面
【正文】 因 其次固結(jié)沉降量較大 . 次固結(jié)沉降計(jì)算 ? 式中： ? t—— 所求次固結(jié)沉降的時間， t＞ t1； ? t1—— 相當(dāng)于主固結(jié)度為 100%的時間。 有關(guān)問題 雙曲線公式： 對數(shù)曲線公式： 實(shí)測沉降 —— 時間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式 t tssta? ?)1(81 4202BttTAesseUv?????????BAtsatssttatssUttt??????????1沉降的組成 scd ssss ???? —— 瞬時沉降 ? —— 固結(jié)沉降 ?3. ss —— 次固結(jié)沉降 交錯發(fā)生，不能截然分開 ,不同階段某一沉降為主。粘土層的初始孔隙比 e1=， 壓縮系數(shù) a=， 滲透系數(shù) k=。 （ 4） 計(jì)算指標(biāo)的來源不可能完全反映土層的實(shí)際情況 。 不足 ： （ 1） 未考慮如水頭梯度小于初始梯度時 ， 滲流不會發(fā)生； （ 2） 整個固結(jié)過程中壓縮系數(shù)不變 ， 即土的側(cè)限應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是線性的 ，與室內(nèi)側(cè)限壓縮試驗(yàn)不符合 。 （ 3） 時間 t越長 ， 固結(jié)越充分 。 （ 2)壓縮模量越大 ， 壓縮性越小 ， 越 易固結(jié) 。 （ 1） K越大 ， 越 易固結(jié) ， 孔隙 水易排出 。1HH z z tHztssZ HHHzzzssud z d z u d zEEUdzd z d zEE???? ??? ? ? ??? ????c t t cs U s??? 地基固結(jié)度用應(yīng)力比表示： )91(8118149423,.14222222?????????????vvvTTtmTmteeUemU?????或? 上式為一收斂很快的級數(shù)，當(dāng) Ut30%時可近似地取其中第一項(xiàng)，即： 4/2281vTt eU????? 可見， 固結(jié)度 Ut是時間因數(shù) TV的函數(shù)， 為了便于實(shí)用，可按上式繪制 各種不同附加應(yīng)力分布及排水條件下的 Ut與 Tv的關(guān)系曲線， 如書圖 所示。de deadp d ?? ? ? ?001()11vV eed t d z d t d z d tt t e e t? ????? ? ? ? ?Ⅰ 、在 dt時間內(nèi)，單元的孔隙體積的變化量為 : 00011vee eV d z A d zee? ?? ? ? ???Ⅱ 、用水壓力 u表示 ： 039。 附加應(yīng)力分擔(dān)作用 二、飽和土的一維固結(jié)理論 H 巖層 p u0=p uz σ ?z 有效應(yīng)力原理 zz up ????u0起始孔隙水壓力 在可壓縮層厚度為 H的飽和土層上面施加無限均布荷載 p，土中附加應(yīng)力沿深度均勻分布，土層只在豎直方向發(fā)生滲透和變形 ? 、 完全飽和的 ? ， 土顆粒和水不可壓縮 ? ? ? ， 土的滲透系數(shù) k和壓縮系數(shù) a視為常數(shù) ? ? 基本假定 ),(),(tzFtzf?????微分方程的建立 取可壓縮層中 z深度 t時刻的一個單元分析 思路： 根據(jù)受壓力土體單元在任意 t時刻 Ⅰ 、 流出土體單元水的量與單元上下面水壓力大小有關(guān)，建立 土體出水量與孔隙水壓力 的關(guān)系 Ⅱ 、土體單元受壓力體積減小的量與土體受到的有效應(yīng)力有關(guān)，而 σ ’=σ u，建立 土體單元體積減小量與孔隙水壓力 的關(guān)系 Ⅲ 、 土體單元的體積減小是由于水流出去了，體積減小量與土體出水量的體積相等，因此建立分別由第 Ⅰ 步和第 Ⅱ 步導(dǎo)出的 孔隙水壓力等式 ，得到一個微分方程 Ⅳ 、求解這一微分方程，可以得到孔隙水壓力隨時間變化的函數(shù) Ⅴ 、 由此可以得到土體壓縮量隨時間變化的規(guī)律 () qqq d z d t q d t d z d tzz??? ? ?wh k uq v A k i kzz???? ? ? ? ???22wq k udzd t dzd tzz?????單元體的滲流條件 Ⅰ 、在 dt時間內(nèi)，單元被擠出的孔隙水量為 ： Ⅱ 、用水壓力 u表示 ： Ⅲ 、在 dt時間內(nèi)，單元被擠出的孔隙水量為用水壓力 u表示 ： wuh???( / ) 1wwud h h uid z z z z?????? ? ? ? ?? ? ?單元底面積 A=1 39。 ? 飽和土的滲透 固結(jié) 也就 是 超靜孔隙水壓力逐漸消散 和 有效應(yīng)力相應(yīng)增長的過程 。 （ 1）由外荷載引起，超出靜水位以上的那部分孔隙水壓 （ 2）固結(jié)過程中不斷變化，固結(jié)終了時應(yīng)為 0； （ 3）飽水土層中任意時刻的總孔隙水壓力是靜孔隙水壓力和超靜孔隙水壓力之和。( ) ( )t t u t????? 有效應(yīng)力 σ′—— 由土顆粒骨架傳遞的壓應(yīng)力。( ) ( ( ) ) 39。 地基變形與時間的關(guān)系 * * ? 一、土的壓縮模型 —— 水彈簧 無粘性土地基上的建筑物 土的透水性強(qiáng)， 壓縮性低 沉降很快完成 粘性土地基 上的建筑物 土的透水性弱， 壓縮性高 達(dá)到沉降穩(wěn)定所需時間十分漫長 ? 播放動畫 ? 飽和土的壓縮主要是由于土的外荷作用下孔隙水被擠出 ，以致孔隙體積減小所引起的 ? 飽和土孔隙中自由水的擠出速度 ， 主要取決于土的滲透性和土的厚度 ? 滲透固結(jié)：與自由水的滲透速度有關(guān)的飽和土固結(jié)過程 ( ) ( )k S t u t A A?? ? ? ? ?( ) [ ( ) ] 39。 應(yīng)力歷史對地基沉降的影響 應(yīng)力歷史 是指土在形成的地質(zhì)年代中經(jīng)受應(yīng)力變化的情況 先期固結(jié)壓力 pc ? 天然土層在歷史上所承受過的最大 固結(jié)壓力 ? 附加應(yīng)力 +當(dāng)前自重應(yīng)力 ≤ pc時，土體不發(fā)生壓縮變形 討論： 對試樣施加壓力 p時，壓縮曲線形狀 ppc 再壓曲線 ， 曲線平緩 ppc 正常壓縮曲線 ， 斜率陡 ， 土體壓縮量大 土層的先期固結(jié)壓力對其固結(jié)程度和壓縮性有明顯的影響，用先期固結(jié)壓力 pc與現(xiàn)時的土壓力 p0的比值即 超固結(jié)比 OCR描述土層的應(yīng)力歷史，將粘性土進(jìn)行分類 ? 先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)時的土壓力 pc＝ p0， OCR=1 ? 先期固結(jié)壓力大于現(xiàn)時的土壓力 pcp0， OCR1 ? 固結(jié)土 先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)時的土壓力 pcp0， OCR1 先（前）期固結(jié)壓力 pc的確定 卡薩格蘭德法（ 1936） —— 作圖法求 pc 考慮應(yīng)力歷史影響的地基最終沉降計(jì)算 ? 思路： ① 分層總和法公式計(jì)算； ② 考慮應(yīng)力歷史；
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