【正文】 AzAAWcz ??? ???豎直向： czcycx K ??? 0??zcz ?? ?水平向： ????1K 0 研究地基的自重應(yīng)力是為了確定地基土體的應(yīng)力狀態(tài)。 Hohai University 167。 土的彈性模量比壓縮模量和變形模量都要大。 彈性 模量 根據(jù)室內(nèi)三軸壓縮試驗(yàn)或無側(cè)限壓縮試驗(yàn)得到的。該參數(shù)將用于彈性理論法的最終沉降估算中。 三種模量的討論 土體的變形模量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)得到的。它的 定義為側(cè)限條件下豎向應(yīng)力與應(yīng)變的比值 。變形模量反映了土體抵抗彈塑性變形的能力。 土的變形模量 土的變形模量 E與壓縮模量 Es的關(guān)系： 002 /)1( sbpE ?? ??由定義可知，土體的變形模量與壓縮模量的區(qū)別在于土體壓縮時(shí)是否有側(cè)限條件。見 P8384 hpf ???? 0 ?Hohai University 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 變形模量 E定義為無側(cè)限條件下土體的豎向 應(yīng)力 力與豎向應(yīng)變之比 。以校正后的壓力 p為橫坐標(biāo)，測(cè)管水位下值 s為縱坐標(biāo)，繪制ps曲線，如圖 411所示。各級(jí)試驗(yàn)加壓后，測(cè)管水位下降值扣除儀器綜合變形校正值，即為實(shí)際土體壓縮變形?？倝毫槊考?jí)試驗(yàn)壓力表讀數(shù)加上靜水壓力，再扣除橡膠膜的約束力，即為實(shí)際施加在孔壁土體的壓力值。 4）計(jì)算地基土的變形模量、壓縮模量和地基承載力。 2）用水加壓力，使充滿水的旁壓器圓筒形橡膠膜膨脹，對(duì)孔壁的土體施加壓力，迫使孔周圍的土變形外擠，直至破壞。 Hohai University 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 載荷試驗(yàn)結(jié)果 荷載 沉降曲線 沉降 時(shí)間曲線 Hohai University 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 把一個(gè)圓柱型充且充滿水的旁壓器放入鉆孔中預(yù)測(cè)深度，通過旁壓器膨脹向孔壁土體施加側(cè)向壓力使土體變形，通過量測(cè)裝置，測(cè)出施加壓力盒土體變形之間關(guān)系，從而求出地基土變形模量和地基土承載力。安裝承壓板前，應(yīng)注意保持試驗(yàn)土層的原狀結(jié)構(gòu)和天然濕度，宜在擬試壓表面用不超過 20mm后的粗、中砂找平試坑。 《 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 （ GB500072022）規(guī)定：承壓板的底面積為~，對(duì)軟土及人工填土不應(yīng)小于 （正方形邊長(zhǎng)為 直徑為 ）。根據(jù)定義有： 土的壓縮模量 Es sEvspE????aeEs01 ??壓縮模量 的定義不同于彈性模量（又稱楊氏模量）， 彈性模量 是無側(cè)限條件下材料應(yīng)力與應(yīng)變的比值 土體的壓縮模量與壓縮系數(shù)的倒數(shù)成比例，它反映了單向壓縮時(shí)土體對(duì)壓縮變形的抵抗能力，壓縮模量值越小，土體的壓縮性越高。 1221 pp eeΔpΔea ?????kPa1001 ?p kPa2022 ?p21a土的壓縮系數(shù) a 土的類別 a12 (MPa1) 高壓縮性土 = 中壓縮性土 低壓縮性土 ep曲線缺點(diǎn)： 不能反映土的應(yīng)力歷史 1M P a單位：第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 Hohai University 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 固結(jié)試驗(yàn)結(jié)果如果繪制在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)中，橫坐標(biāo)壓力 p用對(duì)數(shù)坐標(biāo)表示，縱坐標(biāo)孔隙比 e用普通坐標(biāo)表示，這樣的曲線稱為elogp曲線。壓縮性大小可以用 ep曲線的切線斜率，即土的壓縮系數(shù) a描述?？紤]到受壓前后固體顆粒體積不變，壓縮后試樣體積 。 167。對(duì)于飽和土來說，其體積變化的原因只可能是由于水從孔隙中排出。外力增加，土顆粒將重新排列，導(dǎo)致土體發(fā)生體積縮小、這種在外力作用下 ,土體體積縮小的現(xiàn)象稱為壓縮。 ② 強(qiáng)度的成因 凝聚力和摩擦力 — 與 σ ’ 有關(guān) （ 2）土的變形與強(qiáng)度都只取決于有效應(yīng)力 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 Hohai University sat??靜水位條件 2s a t1 HH ?????地下水位下降引起σ ’ 增大的部分 H1 H2 σ ’=σ u u=γ wH2 u=γ wH2 σ ’=σ u =γ H1+γ satH2γ wH2 =γ H1+(γ satγ w)H2 =γ H1+γ ’H2 地下水位下降會(huì)引起σ ’增大，土?xí)a(chǎn)生壓縮，這是城市抽水引起地面沉降的一個(gè)主要原因。因而孔隙水壓力對(duì)變形也沒有直接的影響，土體不會(huì)因?yàn)槭艿剿畨毫Φ淖饔枚兊妹軐?shí)。zzyzxyzyyxxzxyxzzyzxyzyyxzxxyx有效應(yīng)力 總應(yīng)力已知或易知 孔隙水壓測(cè)定或算定 通常 , u39。39。????wsv AuPA ? ????aa斷面豎向力平衡： wS AAA ??uAAAP wsv ??? ?u： 孔隙水壓力 一 . 有效應(yīng)力原理的基本概念 飽和土中的應(yīng)力狀態(tài) 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 Hohai University u39。yx ???K0：側(cè)壓力系數(shù) x?y?xy?yz?zx?xz?zy?yx?z?ij?= 0 0 0 0 y0 0 x第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 Hohai University 167。0EE zyxx ?????????。 1. 地基中常見的應(yīng)力狀態(tài) (1).一般應(yīng)力狀態(tài) —— 三維問題 x?y?xy?yz?zx?z?y z x o Hohai University x?y?xy?yz?zx?xz?zy?yx?z?ij?= x?y?xy?yz?zx?xz?zy?yx?z?ij?= 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 (2)平面應(yīng)變狀態(tài) —— 二維問題 x?y?xy?yz?zx?z?x?xz?zx?Hohai University （ 3）側(cè)限應(yīng)力狀態(tài) —— 一維問題 ?水平地基 ?半無限空間體 ； ?半無限彈性地基內(nèi)的自重應(yīng)力只與 Z有關(guān)； ?土質(zhì)點(diǎn)或土單元不可能有側(cè)向位移 ?側(cè)限應(yīng)變條件； ?任何豎直面都是對(duì)稱面 側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)：是指?jìng)?cè)限應(yīng)變?yōu)榱愕囊环N應(yīng)力狀態(tài) ?應(yīng)變條件 ?應(yīng)力條件 。 蠕變：粘性土在長(zhǎng)期荷載作用下，變形隨時(shí)間而緩慢持續(xù)現(xiàn)象 Hohai University 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 二、土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 土力學(xué)的重要任務(wù)之一就是要 研究土體受力后的應(yīng)力變化規(guī)律 ， 為此常需要先獲得 土中應(yīng)力分布 。 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 167。 Hohai University 土具有壓縮性 荷載作用 地基發(fā)生沉降 荷載大小 土的壓縮特性 地基厚度 一致沉降 （沉降量） 差異沉降 （沉降差） 建筑物上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力 影響結(jié)構(gòu)物的安全和正常使用 第三章 土的壓縮性及地基沉降計(jì)算 土的特點(diǎn) （碎散、三相） 沉降具有時(shí)間效應(yīng)－沉降速率 Hohai University Kiss 由于沉降相互影響，兩棟相鄰的建筑物上部接觸 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 Hohai University 基坑開挖，引起陽(yáng)臺(tái)裂縫 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 Hohai University 修建新建筑物：引起原有建筑物開裂 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 Hohai University 高層建筑物由于不均勻沉降而被爆破拆除 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 Hohai University 建筑物立面高差過大 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 Hohai University 建筑物過長(zhǎng)：長(zhǎng)高比 :1 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 Hohai University 武廣高鐵施工致廣州地面塌陷 樓房開裂 （ 20224） 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 事故原因：周邊工程施工排水降低了地下水位，是造成地面沉降的主要因素 由于廣州金沙洲源林花園、向南街 2238號(hào)復(fù)建房 的地基土層中普遍分布強(qiáng)透水性砂層，地下水容易通過區(qū)內(nèi)良好的導(dǎo)水通道 ——— 沙貝斷裂發(fā)生流失，誘發(fā)源林花園、向南街 2238號(hào)復(fù)建房部分樓房發(fā)生不均勻沉降。 土的壓縮性 —— 通常將應(yīng)力作用下土體積縮小的特性稱為土的壓縮性。因此，必須控制基礎(chǔ)的總沉降量和沉降差。Company LOGO 土的壓縮性及地基沉降計(jì)算 第三章 本章重點(diǎn)： 土的壓縮指標(biāo)確定 和地基的最終沉降量計(jì)算；土的固結(jié)理論 Hohai University 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 荷載通過基礎(chǔ)傳給地基后在地基內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)力作用下土體會(huì)發(fā)生變形，地基下沉、側(cè)向或水平位移都屬于地基變形。變形是土力學(xué)最基本也是最重要的問題之一，過大變形或不均勻變形不僅會(huì)降低建筑物的使用價(jià)值，還會(huì)造成建筑物毀壞。 基本概念 基礎(chǔ)沉降 —— 由于土的壓縮性導(dǎo)致基礎(chǔ)下沉稱為基礎(chǔ)沉降。 土的固結(jié) —— 土體在外力作用下，壓縮隨時(shí)間發(fā)展的過程稱為固結(jié)。 Hohai University 土的壓縮性大 內(nèi)因：壓縮性；外因：荷載作用等 地基土產(chǎn)生壓縮的原因 事實(shí)上，土的壓縮性主要是由圖孔隙的變化引起的。 土的變形特性 一、基本概念 固結(jié)：土體在外力作用下，壓縮隨時(shí)間發(fā)展的過程。可以說， 研究土中應(yīng)力計(jì)算和分布規(guī)律是研究地基和建筑物變形和穩(wěn)定問題的依據(jù)。0xy ????0zxyzxy ?????? ? ? 。K1 z0zyx ??????????。 有效應(yīng)力原理 土 ＝ 孔隙水 固體顆粒骨架 + 三相體系 對(duì)所受總應(yīng)力，骨架和孔隙流體如何分擔(dān)？ 孔隙氣體 + 總應(yīng)力 總應(yīng)力由土骨架和孔隙流體共同承受 它們?nèi)绾蝹鬟f和相互轉(zhuǎn)化？ 它們對(duì)土的變形和強(qiáng)度有何影響？ 受外荷載作用 Terzaghi （ 1923） 有效應(yīng)力原理 固結(jié)理論 土力學(xué)成為獨(dú)立的學(xué)科 ?孔隙流體 第三章 土的壓縮性與地基沉降計(jì)算 Hohai University PS PSV a a A?PS A： Aw： As： 土單元的斷面積 顆粒接觸點(diǎn)的面積 孔隙水的斷面積 aa斷面通過土顆粒的接觸點(diǎn) 有效應(yīng)力 σ’ 1AAw ?u39。????（ 1）飽和土體內(nèi)任一平面上受到的總應(yīng)力可分為兩部分 σ ’和 u，并且