【正文】 填土為粘性土，其重度、內(nèi)摩擦角、粘聚力如下圖所示 ，求主動土壓力及其作用點，并繪出主動土壓力分布圖 h=6m ?=17kN/m3 c=8kPa ?=20o 【 解答 】 主動土壓力系數(shù) a n 2 ＝?????? ?? ?oaK墻底處土壓力強度 k P aKchKp aaa ＝?? ?臨界深度 mKcz a )/(20 ＝??主動土壓力 mkNKchKzhE aaa /)2)(( 0 ＝??? ?主動土壓力作用點距墻底的距離 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，墻后土體達到被動極限平衡狀態(tài)時，作用在墻上的土壓力稱為被動土壓力，用 Ep表示。 擋土墻在壓力作用下不發(fā)生任何變形和位移 (靜止不動 )，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)時，土體作用在擋土墻上的土壓力稱為靜止土壓力，用 E0表示 。 三軸壓縮試驗測定，按剪切前的固結(jié)狀態(tài)和剪切時 的排水條件分為三種 固結(jié)排水試驗、固結(jié)不排水試驗 和 不固結(jié)不排水試驗。通過試驗測得土的抗剪強度指標 c=15 kPa，? =20o。 當土的強度指標 c， ? 為已知， 若土中某點的大小主應(yīng)力 σ1和 σ3滿足上列關(guān)系式時，則該土體正好處于極限平衡或破壞狀態(tài)。 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。 地基固結(jié)度 一點 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 ???? ? ? ?在時刻 t的沉降量與最終沉降量之比 3) 常見計算 條件 雙面排水時 ?無論哪種情況，均按情況 1計算； ?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?求達到某一沉降量 (固結(jié)度 ) 所需要的時間 [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。它在固結(jié)過程中隨時間不斷變化，固結(jié)完成應(yīng)等于零，飽水土層中任意時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。都是在隨時間 t而不斷變化．滲流固結(jié)過程的實質(zhì)就是土中兩種不同應(yīng)力形態(tài)的轉(zhuǎn)化過程。 土的變形與強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。 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承擔或傳遞的應(yīng)力定義為 孔隙水應(yīng)力 ，常以 u表示。 3 求出計算點垂線上各分層層面處的豎向自重應(yīng)力 ?c ( 從地面起算 )。天然土層的交界面和地下水位面必為分層面，在同一類土層中分層厚度不宜過大。 沉降計算深度的下限 (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?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 計算步驟 1 選擇沉降計算剖面 ，在每一個剖面上選擇若干計算點（通常為基礎(chǔ)的中心點）。每個分層壓縮量的計算方法與無側(cè)向變形條件下的壓縮量計算方法相同。 地基最終沉降量的計算常用方法有 (傳統(tǒng)的 )分層總和法和規(guī)范推薦的分層總和法。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。 c、 次固結(jié)沉降： 由土顆粒之間的蠕變及重新排列產(chǎn)生 。 第 6章 地基變形 沉降的三個部分： a、 瞬時沉降： 根據(jù)彈性理論公式估算 。 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)時的土壓力 pcp0 OCR1, OCR愈大 ， 土受到的超固結(jié)作用愈強 ， 在其他條件相同的情況下 ， 其壓縮性愈低 。 三、 壓縮曲線 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，整個過程中土粒體積和底面積不變 0011iiHeHe???土樣受壓前后高度之比等于體積之比 000( 1 )ii He e eH?? ? ?整理 Vv＝ e0 Vs＝ 1 H 0/(1+e0) H 0 Vv＝ e Vs＝ 1 H 1/(1+e) p H 1 △Hi 根據(jù)不同壓力 p作用下，達到穩(wěn)定的孔隙比 e，繪制 ep曲線，為壓縮曲線 (a) ep曲線 (b) elogp曲線 壓縮曲線 四、壓縮性指標 根據(jù)壓縮曲線可以得到壓縮性指標： (1) 壓縮系數(shù) a (2) 壓縮指數(shù) CC (3) 壓縮模量 Es (4) 變形模量 E0 (1).壓縮系數(shù) a 土體在側(cè)限條件下孔隙比減少量與豎向壓 應(yīng) 力增量的比值 (MPa1) p1 p2 e1 e2 M1 M2 e0 e p ep曲線 △ p △ e 1221 pp eepea ?????? ＝斜率d d eap??《 規(guī)范 》 用 p1＝ 100kPa、 p2＝ 200kPa對應(yīng)的壓縮系數(shù) a12評價土的壓縮性 1221 ppeepea?????? ＝在壓縮曲線中，實際采用割線斜率表示土的壓縮性 (2). 壓縮指數(shù) Cc 土體在側(cè)限條件下孔隙比減少量與有效壓應(yīng)力常用對數(shù)值增量的比值。于是，我們把這種條件下的壓縮試驗稱為 單向壓 縮試驗 或 側(cè)限壓縮試驗 。 二、固結(jié)試驗 試驗室測定土的壓縮性的主要裝置為固結(jié)儀。 因此土的壓縮亦要經(jīng)過一段時間才能完成 。 土體壓縮主要來自 孔隙水 和 土中孔隙氣體 的排出 。 因此 ， 應(yīng)在基底壓力中扣除基底標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 ， 稱為 基底附加應(yīng)力或基底凈壓力 。ePM?????????? ????Be61APpee,0em i nm a xxy當矩形面積中心荷載 APp ?矩形面積偏心荷載 yyxxIxMIyMAP)y,x(p ????????? ?? Be61APp m a x?????? ?? Be61APp m i neB/6: 梯形 e=B/6: 三角形 m a xm in61PepAB????????x y B L e e x y B L P P maxp0pmin ? 0pmin ?maxp矩形面積單向偏心荷載 eB/6: 出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū) e x y B L K 3K P 0pmin ?maxp L)e2B(3P2KL3P2pm a x ???土不能承受拉應(yīng)力 基底壓力合力與總荷載相等 壓力調(diào)整 K=B/2e e x y