【正文】 ， 通常要求 ≤ ～ ,粘性土 ≤ ， 無(wú)粘性土 ≤ ； minmaxpp作用于建筑物上的水平荷載，通常按均勻分布于整個(gè)基礎(chǔ)底面計(jì)算 。 基礎(chǔ)底面接觸壓力分布及簡(jiǎn)化計(jì)算 工程簡(jiǎn)化計(jì)算 當(dāng)偏心距 eb/6時(shí) ， 基礎(chǔ)底面接觸壓力呈 梯形分布 （ Pmin≠ 0） ， 若 e=b/6時(shí) ， Pmin=0,則基底接觸壓力呈 三角形分布 。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 基礎(chǔ)底面接觸壓力分布及簡(jiǎn)化計(jì)算 工程簡(jiǎn)化計(jì)算 ⑵ 偏心荷載 —— 在單向偏心荷載作用下，可將基底長(zhǎng)邊方向取與偏心方向一致，此時(shí)兩短邊邊緣最大壓 .力 Pmax與最小壓力 Pmin設(shè)計(jì)值，可按材料力學(xué)短柱偏心受壓公式計(jì)算： () ?????? ?? beARp 61maxm i n 式中 Pmax、 、 最小壓力設(shè)計(jì)值 ， KN； R作用在 .基礎(chǔ)底面的豎向合力設(shè)計(jì)值 ， KN； e豎向合力的偏心距 ， m。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。此時(shí)公式（ ）中的 N、 G值為每延米內(nèi)的相 應(yīng)值， A即為基礎(chǔ)寬度 b。 （ A＝ bd γ G為基礎(chǔ)及其上填土的平均重度 ， 常取 20KN/m3 ,地下水位以下部分應(yīng)扣除 10kN/m3 的浮力； d為基礎(chǔ) 平均埋深 ， 須從設(shè)計(jì)地面或室內(nèi)外平均設(shè)計(jì)地面算起 。 N上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力設(shè)計(jì)值 ， KN； G基礎(chǔ)自重設(shè)計(jì)值和基礎(chǔ)上的土重標(biāo)準(zhǔn)值的 總和 ，KN； (G＝ γ G 鑒于目前尚無(wú)既精確又簡(jiǎn)便的有關(guān)基底接觸壓力的計(jì)算方法 ， 在實(shí)用上通常采用下列簡(jiǎn)化計(jì)算法 。 .5 地基中的應(yīng)力分布 167。 土力學(xué) 167。 ② 拋物線(xiàn) 分布 當(dāng)上部荷載加大 ， 基礎(chǔ)邊緣地基土中產(chǎn)生塑性變形區(qū) ， 即局部剪裂后 ， 邊緣應(yīng)力不再增大 ， 應(yīng)力向基礎(chǔ)中心轉(zhuǎn)移 ， 接觸壓力為拋物線(xiàn)形 。 基礎(chǔ)底面接觸壓力分布及簡(jiǎn)化計(jì)算 實(shí)測(cè)資料 ⑵ 剛性基礎(chǔ) （ 如塊式整體基礎(chǔ) )本身剛度大大超過(guò)土的剛度，這類(lèi)基礎(chǔ)底面的接觸壓力分布圖形很復(fù)雜，要求地基與基礎(chǔ)的變形必須協(xié)調(diào)一致。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 實(shí)測(cè)資料 ⑴ 柔性基礎(chǔ) （如土壩、路基及油罐薄板） 的剛度很小，在垂直荷載作用下沒(méi)有抵抗彎曲變形的能力，基礎(chǔ)隨著地基一起變形，因此柔性基礎(chǔ)基底接觸壓力分布與其上部荷載分布情況相同，在中心受壓時(shí)，為均勻分布，圖 。 實(shí)驗(yàn)表明 ， 基礎(chǔ)底面接觸壓力的分布圖形取決于下列因素： ① 地基與基礎(chǔ)的相對(duì)剛度； ② 荷載大小與分布情況； ③ 基礎(chǔ)埋深大??； ④ 地基土的性質(zhì)等 。 基礎(chǔ)底面接觸壓力分布及簡(jiǎn)化計(jì)算 建筑物的荷載通過(guò)基礎(chǔ)傳遞給地基 ， 在基礎(chǔ)底面與地基之間產(chǎn)生接觸壓力 ， 通常稱(chēng)為 基底壓力 ， 它也是地基作用于基礎(chǔ)底面的 反力 。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 土層自重應(yīng)力 應(yīng)注意的幾點(diǎn) ⑴ 在此所討論的自重應(yīng)力是指土顆粒之間 接觸點(diǎn) 傳遞的粒間應(yīng)力，故又稱(chēng)為 有效 自重應(yīng)力； ⑵ 一般土層形成地質(zhì)年代較長(zhǎng)，在自重作用下 變形早已穩(wěn)定 ，故自重應(yīng)力不再引起建筑物基礎(chǔ)沉降，但對(duì) 近期沉積 或 堆積 的土層以及 地下水位升降 等情況， 尚應(yīng)考慮自重應(yīng)力作用下的變形 ； ⑶ 當(dāng)?shù)叵滤灰韵侣癫赜?不透水層 (如巖石、堅(jiān)硬粘土層等 )時(shí)，層面及層面以下土的自重應(yīng)力 應(yīng)計(jì)入層面以上水的重力 。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 土層自重應(yīng)力 σcx= σcy = k0σcz (’’) ⑴ 均質(zhì)土的自重應(yīng)力 ①豎向自重應(yīng)力 計(jì)算 ⑵ 成層土的自重應(yīng)力 —— 一般情況下，天然地基往往由成層所組成，各土層重度不同，深度 Z處的豎向自重應(yīng)力 σ cz如圖 ，按下式計(jì)算： ② 水平向自重應(yīng)力及剪應(yīng)力 τxy= τyz = τzx=0 (’’’) () ????????niiinn hhhhh1332211cz ?????? ?式中 γ i第 i層土的天然重度 ， KN/m3；地下水位以下一般用浮重度 γ ’。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 σcz沿水平面均勻分布，且與 Z成正比，即隨深度呈線(xiàn)性增加。即 計(jì)算 在計(jì)算土的自重應(yīng)力時(shí) ， 地基可看作為半無(wú)限體 ， 也就是說(shuō)土體在水平方向和地面以下都是半無(wú)限的 。 土層自重應(yīng)力 定義 —— 在未修建筑物之前，由土體本身自重引起的應(yīng)力稱(chēng)為土的自重應(yīng)力，記為 σ C。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 在計(jì)算由建筑物引起的附加應(yīng)力時(shí)， 基礎(chǔ)底面的 壓力分布 是不可缺少的條件 。 土中應(yīng)力一般包括 自重應(yīng)力 和 附加應(yīng)力 。 目前土中應(yīng)力計(jì)算主要采用 彈性理論求解 ， 其假定地基是均勻 、 連續(xù) 、 各向同性的半無(wú)限彈性體 。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 旁壓試驗(yàn) 試驗(yàn)結(jié)果的整理計(jì)算 ⑹ 地基土的壓縮模量 Es。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 .4 土的壓縮性原位測(cè)試 167。 土力學(xué) 167。 ⑵ 土體變形校正。 試驗(yàn)設(shè)備與操作方法 ⑴ 成孔工具 —— 麻花鉆或勺形鉆 ⑵ 旁壓器 ⑶ 加壓穩(wěn)壓裝置 ⑷ 土體變形量測(cè)系統(tǒng) 試驗(yàn)結(jié)果的整理計(jì)算 ⑴ 壓力校正。 旁壓試驗(yàn)是現(xiàn)代地基原位測(cè)試的一種新方法 。 若地下水較淺 ， 基礎(chǔ)埋深在地下水位以下 ， 則載荷試驗(yàn)無(wú)法使用 。 .4 土的壓縮性原位測(cè)試 167。 土力學(xué) 167。 對(duì)于深層土 ， 可在鉆孔內(nèi)用小型承壓板借助鉆桿進(jìn)行深層載荷試驗(yàn) 。 因此 ， 有的國(guó)家規(guī)范對(duì)計(jì)算地基沉降采用靜載荷試驗(yàn)測(cè)定的壓縮性指標(biāo) 。 .4 土的壓縮性原位測(cè)試 167。 ⑶ 公式 ()‘的說(shuō)明 土力學(xué) 167。 因此 ， 上述理論式難以準(zhǔn)確反映 E與 ES之間的實(shí)際關(guān)系 。 實(shí)際上 。 .4 土的壓縮性原位測(cè)試 167。 土力學(xué) 167。 .4 土的壓縮性原位測(cè)試 167。 載荷試驗(yàn) 土的變形模量 E與壓縮模量 Es的關(guān)系 ⑵ 公式 ()的證明 ③ 在側(cè)限條件下， λ x＝ λ y=0，由式（ b）、（ c）可得： (b) ? ?zyXz EE ????? ???(d) ? ?yXzz EE ????? ???(e) Zyx ???????? 1???1( 即為土的側(cè)壓力系數(shù) K0或 ξ ,對(duì)照 ) σ cx=σ cy=k0σ cz(kPa) (將式 （ e） 代入 （ d） 式得： (f) EZz??????????????? 121 2比較式 （ a） λ Z＝ σ Z/ES 與式 （ f） 得： (g) EE s11211 2??????????? ?? 土力學(xué) 167。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 (c) ? ?Zxyy EE ????? ???167。 .4 土的壓縮性原位測(cè)試 167。 土力學(xué) 167。 用此階段實(shí)測(cè)的沉降值 s,利用公式 （ ） 即可反算地基土的變形模量 E， 如下式： () SBpE 02 )1( ?? ??式中 p0載荷試驗(yàn) ps曲線(xiàn)比例界限 a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載 ， kPa。 .4 土的壓縮性原位測(cè)試 167。 土力學(xué) 167。 ω 沉降系數(shù)：剛性方形荷板 ω ＝ ，剛性圓形荷板 ω ＝ ； E地基土的變形模量， Mpa。 p均勻荷載， Kpa。 載荷試驗(yàn) 地基土的變形模量 ⑵ 計(jì)算公式 ① 彈性理論沉降計(jì)算公式 。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 ① 彈性理論沉降計(jì)算公式 。 因此， 與一般彈性材料的 彈性模量 相區(qū)別 ， 土體的應(yīng)力與應(yīng)變之比稱(chēng) 變形模量 或總變形模量 。 載荷試驗(yàn) 地基土的變形模量 ⑴ 定義 —— 地基土的變形模量 ， 指無(wú)側(cè)限情況下單軸受壓時(shí)的應(yīng)力與應(yīng)變之比 。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 載荷試驗(yàn) 地基承載力的確定 ⑴ 地基承載力基本值 f0 ① 有明顯的比例界限 a時(shí) ，取 a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載 p0=f0； ② pu能確定 ， 且 pu， 取 pu/2=f0； ③ 按上述兩點(diǎn)不能確定 f0時(shí) ， 如 b=(50～ )cm， 可按地基變形來(lái)取 f0。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 顯然 ， 作用在基底上的實(shí)際荷載決不允許達(dá)到極限荷載 pu， 而應(yīng)當(dāng)有一定的安全系數(shù) K， 通常 K＝ 2～ 3。 .4 土的壓縮性原位測(cè)試 167。 載荷試驗(yàn)結(jié)果 ⑴ 繪 (ps)曲線(xiàn) ⑵ 繪 (st)曲線(xiàn) 土力學(xué) 167。 ⑺ 終止加載標(biāo)準(zhǔn) ① 土明顯側(cè)向擠出； ② s急劇增大，（ ps)曲線(xiàn)出現(xiàn)陡降段； ③ 某一 pi下， 24小時(shí)不達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)； ④ 總沉降量 s≥ 。 載荷試驗(yàn) 試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)方法 ⑸ 測(cè)記壓板沉降量，每級(jí)加載后，按間隔10,10,10,15,15,30,30,30,30分鐘讀一次數(shù)。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 ⑶ 加載裝置與方法 (圖 ） ⑷ 加載標(biāo)準(zhǔn) ① p1=γ D ② 二級(jí)后，每級(jí)：松軟pi=(10～ 25kPa,堅(jiān)實(shí)土 pi=50kPa. ③ 加荷 ≥ 8級(jí)，Σ pi≥2p 設(shè)計(jì)。 .4 土的壓縮性原位測(cè)試 167。 土力學(xué) 167。 針對(duì)上述情況可采用原位測(cè)試方法加以解決 。 土試樣尺寸小 ， 土層不均勻 代表性差 。 但遇到下列情況時(shí) ， 側(cè)限壓縮試驗(yàn)就不適用了 。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 Δh的計(jì)算方法 ， 見(jiàn) 。 利用上述 3個(gè)公式即可求出土層的壓縮量 ， 式中土層原有厚度 h1可從勘探資料中得到 ， 原有孔隙比 e1,壓縮系數(shù) a， 壓縮模量 ES和壓縮指數(shù) CC均可從上述實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)中得到 。 .3 側(cè)限條件下土的壓縮性 167。 應(yīng)用公式 （ ） ， 則公式 （ ） 得： () aeEs11 ??() 11. heah ????? ? 土力學(xué) 167。 .3 側(cè)限條件下土的壓縮性 167。 側(cè)限壓縮性指標(biāo) 側(cè)限壓縮模量 ES與壓縮系數(shù) a的關(guān)系 土層側(cè)限壓縮模量 ES是表示土壓縮性高低的又一個(gè)指標(biāo) ， 從上式可見(jiàn) ， ES與 a成反比 ， 即 a愈大 ， ES愈小 ， 土愈軟弱 ， 一般 () aeEs11 ??ES＜ 4Mpa 高 壓縮性土 ES＝ 4～ 15Mpa 中 壓縮性土 ES＞ 15Mpa 低 壓縮性土 土力學(xué) 167。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 .3 側(cè)限條件下土的壓縮性 167。 e1=VV1, 總體積 V＝ VS＋ VV＝ 1＋ e1 ⑶ 豎向壓力由 σ 1增至 σ 2， 壓應(yīng)力增量為 Δσ＝ σ 2－ σ 1， 土體受荷產(chǎn)生壓縮 ， 固體體積不變 VS＝ 1， 土樣厚度由 h1減為 h2， 孔隙比由 e1減至 e2， 土樣的厚度變化為 Δh=h1h2， 體積的變化為 ΔV＝ VV1－ VV2＝ e1e2 土力學(xué) 167。 側(cè)限壓縮性指標(biāo) 側(cè)限壓縮模量 ES與壓縮系數(shù) a的關(guān)系 土的壓縮是由孔隙體積 VV發(fā)生變化產(chǎn)生的 ， 固體體積 VS不變 。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 .3 側(cè)限條件下土的壓縮性 167。 在上述側(cè)限壓縮試驗(yàn)中 ， 當(dāng)豎向壓力由 σ 1增至 σ 2， 同時(shí)土樣的由 h1減小至 h2時(shí)： 壓應(yīng)力增量為 12 ??? ???豎向應(yīng)變?yōu)? () hhhz121 ???則側(cè)限壓縮模量為 () hhhEzs 12112 ?????? ???? 土力學(xué) 167。 側(cè)限壓縮性指標(biāo) 側(cè)限壓縮模量 ES 試驗(yàn)表明 :土樣在完全側(cè)限條件下 ， 豎向應(yīng)力 σ 1和側(cè)向壓力 σ 3之比 ， 恒保持常值 K0， 此 K0稱(chēng)為 側(cè)壓力系 （ 也可用 ξ 表示側(cè)壓力系） 。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 由此可知 ， 土的側(cè)限壓縮模量 ES與鋼材或混凝土的彈性模量 E有本質(zhì)的區(qū)別 。 ⑶ ES與 E的區(qū)別 ① 土在壓縮試驗(yàn)時(shí) ， 不能側(cè)向膨脹 ， 只能豎向變形； ② 土不是彈性體 ， 當(dāng)壓力卸除后 ， 不能恢復(fù)到原來(lái)的位置 。 ⑵ 側(cè)限壓縮模量 ES—— 土的試樣在完全側(cè)限條件下豎向受壓 ，應(yīng)力增量與應(yīng)變?cè)隽恐确Q(chēng)為壓縮模量 ES。 側(cè)限壓縮性指標(biāo) 側(cè)限壓縮模量 ES ⑴ 彈性模量 E—— 鋼材或混凝土試件，在受力方向的應(yīng)力與應(yīng)變之比稱(chēng)為彈性模量 E。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 側(cè)限壓縮性指標(biāo) 壓縮指數(shù) Cc CC為一無(wú)量綱的小數(shù) ， 其值越大 ， 說(shuō)明土的壓縮性越高 。 3 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 此曲線(xiàn)開(kāi)始一段呈曲線(xiàn) ， 其后很長(zhǎng)一段為直線(xiàn) ， 即曲線(xiàn)的斜率相同 ， 便于應(yīng)用 。 高壓固結(jié)儀的試驗(yàn)原理與試驗(yàn)方法同常規(guī)固結(jié)儀 ， 試樣面積由50mm2改為 30mm2,加壓杠桿比由 1:10提高為 1:12。 .3 側(cè)限條件下土的壓縮性 1