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第六章土的壓縮性和地基沉降計算-在線瀏覽

2024-08-07 02:17本頁面
  

【正文】 r 以及變形模量 E 都是用來表征土的壓縮特性的指標(biāo)。地基最終沉降量:是指地基土在建筑物荷載作用下,變形完全穩(wěn)定時基底處的最大豎向位移?;A(chǔ)沉降按其原因和次序分為:瞬時沉降 Sd;主固結(jié)沉降 Sc 和次固結(jié)沉降 Ss 三部分組成。固結(jié)沉降:是指超靜孔隙水壓力逐漸消散,使土體積壓縮而引起的滲透固結(jié)沉降,也稱主固結(jié)沉降,它隨時間而逐漸增長。因此:建筑物基礎(chǔ)的總沉降量應(yīng)為上述三部分之和,即 S=S d+S c+S s計算地基最終沉降量的目的:(1)在于確定建筑物最大沉降量;(2)沉降差;(3)傾斜以及局部傾斜;(4)判斷是否超過容許值,以便為建筑物設(shè)計值采取相應(yīng)的措施提供依據(jù),保證建筑物的安全。具體分為ep 曲線和 e-lgp 曲線為已知條件的總和法。1)根據(jù)建筑物基礎(chǔ)的尺寸,判斷在計算其底壓力和地基中附加應(yīng)力時是屬于空間問題還是采用平面問題;2)再按作用在基礎(chǔ)上的荷載的性質(zhì)(中心、偏心或傾斜等情況)求出基底壓力的大小和分布;3)然后結(jié)合地基中土層性狀,選擇沉降計算點的位置。分層厚度 h 小于 ;或 h=2~4m。(3)計算基礎(chǔ)中心軸線上各分層界面上的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力并按同一比例繪出自重應(yīng)力和附加應(yīng). . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手力分布圖。(4)確定壓縮層厚度:實踐經(jīng)驗表明;當(dāng)基礎(chǔ)中心軸線上某點的附加應(yīng)力與自重應(yīng)力滿足下式時,這時的深度稱為壓縮層的下限或沉降計算深度 Zn; 。1對一般房屋基礎(chǔ),可按下列經(jīng)驗公式確定 Zn: )(??(5)按算術(shù)平均各分算出層的平均自重應(yīng)力 和平均附加應(yīng)力cziziicziixashang)()(????Ziizxash)(?(6)根據(jù)第 i 分層的初始應(yīng)力 和初始應(yīng)力與附加應(yīng)力之和,即cziPi??1 zicPi???2由壓縮曲線查出相應(yīng)的初始孔隙比 e1i 和壓縮穩(wěn)定后孔隙比 e2i 。則可利用式4-19,4-20,4-21(見教材 P127)等估算。(2)缺點:作了許多假設(shè),與實際情況不符,側(cè)限條件,基底壓力計算有一定誤差;室內(nèi)試驗指標(biāo)也有一定誤差;計算工作量大;利用該法計算結(jié)果,對堅實地基,其結(jié)果偏大,對軟弱地基,其結(jié)果偏小。解:(1)因為中心荷載,所以基底壓力為: 2/051mKnLBPp???基底盡壓力 2/ ???(2)分層: 因為是均質(zhì)土,且地下水位在基底以下 處,將分層厚度 Hi=(3)求各分層面的自重應(yīng)力并繪制分布曲線 2/???? 2/?22 /105.)9(839。1083mKnHrcz???439。5rcz(4)求各分層面的豎向附加應(yīng)力并繪制分布曲線應(yīng)用角點法,通過中心點將基礎(chǔ)劃分為四塊面積相等的計算面積。中心點正好在四塊計算面積的角點上。因此需要根據(jù)土樣的室內(nèi)壓縮曲線推導(dǎo)求現(xiàn)場土層的壓縮曲線,考慮土層應(yīng)力歷史的影響,確定現(xiàn)場壓縮的特征曲線。就地基土層來說,該應(yīng)力主要有兩種:一種是土的自重應(yīng)力,另一種是由外荷引起的附加應(yīng)力。但對大多數(shù)天然土層來說,由于經(jīng)受了漫長的地質(zhì)年代,在自重作用下已完全固結(jié),此時自重應(yīng)力已不再引起土層壓縮,能進(jìn)一步使土層產(chǎn)生固結(jié),只有外加荷載引起的附加應(yīng)力,故此時的固結(jié)應(yīng)力指附加應(yīng)力。超固結(jié)比(Ocr):先期固結(jié)應(yīng)力和現(xiàn)在所受的固結(jié)應(yīng)力之比,根據(jù) Ocr 值可將土層分為正常固結(jié)土,超固結(jié)土和欠固結(jié)土??紤]應(yīng)力歷史對土層壓縮性的影響,必須解決(1)判定土層的固結(jié)屬正常固結(jié)、超固結(jié)、欠固結(jié)(2)反映現(xiàn)場土層實際的壓縮曲線,其可行辦法為:通過現(xiàn)場取樣,由室內(nèi)壓縮曲線的特征建立室內(nèi)壓縮曲線與現(xiàn)場壓縮曲線的關(guān)系,從而以室內(nèi)壓縮曲線推求現(xiàn)場壓縮曲線。確定 Pc 的常用方法是卡薩格蘭德提出的經(jīng)驗作圖法,其步驟如下:(1)從室內(nèi) e~lgp 壓縮曲線上找出曲率最大點 A 點;(2)過 A 點作水平線 AH,和切線 AT;(3)作水平線 AH 與切線 AT 所夾角的平分線 AM;(4)作 e~lgp 曲線直線段的向上延長交 AM 于 B 點,則 B 點的橫坐標(biāo)即為所求的先期固結(jié)應(yīng)力 PC。由室內(nèi)壓縮曲線加以修正求得現(xiàn)場土層的壓縮曲線的方法:由現(xiàn)場取樣時確定試樣的原位孔隙比 e0 及固結(jié)應(yīng)力(即有效覆蓋應(yīng)力)了;由室內(nèi)壓縮曲線求出土層的 Pc,判斷:當(dāng) P0(現(xiàn)有固結(jié)力)=Pc 時(正常固結(jié)土)⑴作 e=e0 水平線交 lgp=PC 線于 b 點,b 點坐標(biāo)為(Pc,e 0)⑵作 e= 水平線交室內(nèi)壓縮曲線直線段于 C 點⑶連接 bc 直線段,即為現(xiàn)場壓縮曲線;bc 直線段的斜率——壓縮指數(shù) Cc。⑴作 e=e0 平行線交 線于 b1 點,b1 點坐標(biāo)為(P 0,e 0)0lglp?⑵自 b1 點作平行線于 DF 線的平行線交 線于 b 點,注 DF 為室內(nèi)試驗滯回圈連線。?⑷連接 b1 b,bC 直線段現(xiàn)場壓縮曲線就是由 b1 b 段和 bC 段直線所組成。當(dāng) P0>P C 的欠固結(jié)圖它的現(xiàn)場壓縮曲線的推求方法類似于正常固結(jié)土。所不同的是初始孔隙比應(yīng)取 E0,由現(xiàn)場壓縮Hes12??曲線的壓縮指數(shù)去得到 。(3)欠固結(jié)土的沉降計算對于欠固結(jié)土,由于在自重等作用下還未達(dá)到完全壓縮穩(wěn)定,PcPo,因而沉降量應(yīng)該包括由于自重作用引起的壓縮和建筑物荷載引起的沉降量之和。解:(1)計算自重應(yīng)力并繪制分布曲線粘土層頂面的自重應(yīng)力為 21 /65932mKncz?????粘土層中心處的自重應(yīng)力為: 21 /150nczz ?粘土層底面的自重應(yīng)力為: 223 /0zcz自重應(yīng)力分布如圖。根據(jù)作圖法求得 Pc=115Kn/m 2,如圖 b,可見:Pc=P 0(中心處自重應(yīng)力)= 115Kn/m2所以該粘土層屬于正常固結(jié)土(4)現(xiàn)場壓縮曲線的推求由 e0= 與 lgp=Pc=115Kn/m 2 的交點 b,b 點即為現(xiàn)場壓縮曲線的起點。如圖 b。解:已知 h, Pc ,Po , ,Cc, Cs,e 0,Kpa40?? 因為 ,而p Kpac2130?? 所以 )(0c??Si=S 1i+S 2i由 ]lgl[1000 ciciisiii ppeh????cms ?例題 3:已知某單獨基礎(chǔ)埋置深度 d=1m, r0=20kN/m3,基礎(chǔ)底面尺寸 LB=32m 2,作用于設(shè)計地面的荷載為 720kN,地下水位與基底面平齊,地基資料見表和圖( 見教材),用分層總和法求基礎(chǔ)的沉降量。解(1)求基底附加應(yīng)力 P0,基礎(chǔ)及回填土重 G=LB R0=23120=120Kn r0:為基礎(chǔ)和回填土的加權(quán)平均有效重度. . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手KparBLGPpdn 12823107????????(2)分層:=, 取 h1=1m,第一層粉質(zhì)粘性土分為三層。附加應(yīng)力計算各分層界面處,從基礎(chǔ)底面起算,采用角點法,將基底載荷面分為 4 塊, 基礎(chǔ)
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