4-2地基沉降计算
常用的地基沉降计算方法
常用的地基沉降计算方法
一、弹性模型法
弹性模型法是地基沉降计算的一种常用方法，它基于弹性体理论，直接应用中等体积条件，利用K值表面积比来估算计算地基沉降。
1.原理及公式
弹性模型法是假设地基是一种脆性材料，按照体积稳定原理，当在地基上发生荷载时，地基沉降量s可表示为：
s=K·q/F
其中：
s：地基沉降量，m；
K：沉降系数，m/t；
q：表面单位荷载，t/m2；
F：表面积，m2
2.计算方法
（1）选择沉降系数K。
一般情况下，K的取值可根据工程案例计算，也可以参考试验结果或文献资料中给出的K值，另外，也可根据地基材料的弹性模量E和泊松比μ确定：
K=1.8(G/E)1/2+2.8(μ/E)1/3
其中：G为地基材料的弹性模量，Pa；E是弹性模量，Pa；μ是泊松比。
（2）确定计算点位及坐标系。
根据工程实际情况确定计算点位及确
定坐标系，通常坐标系以空间坐标系为准；
（3）计算沉降量s。
根据系数K和地基单位面积荷载q计算沉降量s，计算公式为：
s=K·q/F
其中：K为沉降系数，m/t；q为地基单位面积荷载，t/m2；F为表面积，m2
（4）结果分析。
沉降计算公式
沉降计算公式沉降计算在工程领域可是个相当重要的环节，咱今天就来好好聊聊沉降计算公式。
先给大家举个例子，我曾经参与过一个小区建设项目。
在施工过程中，我们特别关注地基的沉降情况。
有一块地，看上去平平坦坦，但在打地基的时候，发现了一些隐藏的问题。
那就是这地下面的土层分布不均匀，有的地方软，有的地方硬。
这可就给我们的工程带来了不小的挑战。
沉降计算的公式呢，其实就像是一把解开土地沉降之谜的钥匙。
比如说分层总和法，这是个常用的方法。
它的基本思路就是把地基土分成若干层，分别计算每一层的沉降量，然后加起来就得到总的沉降量。
计算公式大致是这样：$S=\sum_{i=1}^{n}\frac{e_{1i}-e_{2i}}{1+e_{1i}}h_{i}$ 。
这里的 $e_{1i}$ 和 $e_{2i}$ 分别是第$i$ 层土压缩前和压缩后的孔隙比，$h_{i}$ 是第 $i$ 层土的厚度。
在实际应用中，可没这么简单。
得先确定地基土的压缩性指标，这就需要进行大量的土工试验。
比如说，要测量土的重度、含水量、孔隙比等等。
这可真是个细致活儿，一点都马虎不得。
就像我们那个小区项目，为了准确得到这些数据，我们的工程师和技术人员在工地上忙前忙后，取样、试验，那认真劲儿，就像是在对待一件珍贵的宝贝。
还有规范法，它相对分层总和法来说，考虑的因素更多一些，也更符合实际情况。
沉降计算还得考虑很多其他因素，比如建筑物的荷载分布、基础的形状和尺寸、土层的应力历史等等。
有时候，一个小小的因素没考虑到，计算结果就可能大相径庭。
我记得有一次，我们在计算一个高层建筑的沉降时，最初因为忽略了地下水位的变化对土层性质的影响，结果算出来的沉降量和实际监测的数据相差很大。
这可把我们急坏了，赶紧重新梳理计算过程，把这个因素考虑进去，才得到了比较准确的结果。
所以说，沉降计算可不是简单地套个公式就行，得综合考虑各种因素，仔细分析，才能得出可靠的结果。
总之，沉降计算公式虽然看起来复杂，但只要我们掌握了其中的原理，结合实际情况，认真分析，就能够为工程建设提供有力的支持，确保建筑物的安全和稳定。
地基沉降的计算方法及计算要点
CENTRAL SOUTH UNIVERSITY课外研习论文学生姓名刘振林、靳颜宁、唐雯钰学号 **********、**********、********** 学院资源与安全工程学院专业城市地下空间工程1001班指导老师李江腾2012.09目录引言 (2)1.地基沉降 (2)1.1地基沉降的基本概念 (2)1.2地基沉降的原因 (2)1.3地基沉降的基本类型 (2)1.3.1按照沉降产生机理 (2)1.3.2按照沉降的表示方法 (2)1.3.3按照沉降发生的时间 (3)2.地基沉降的计算 (3)2.1地基沉降计算的目的 (3)2.2地基沉降计算的原则 (3)2.3地基沉降的计算方法 (3)2.3.1分层总和法 (3)2.3.2应力面积法 (6)2.3.3弹性力学方法 (13)2.3.4斯肯普顿—比伦法（变形发展三分法） (15)2.3.5应力历史法（e-lgp曲线法） (17)2.3.6应力路径法 (19)3.计算要点 (20)3.1分层总结法计算要点 (20)3.2应力面积法计算要点 (20)3.3弹性理论法计算要点 (20)3.4斯肯普顿—比伦法计算要点 (20)3.5应力历史法计算要点 (20)3.6应力路径法计算要点 (20)4.总结 (21)参考文献： (21)地基沉降的计算方法及计算要点城市地下空间工程专业学生刘振林，唐雯钰，靳颜宁指导教师李江腾[摘要]：本文介绍了六种地基沉降量的计算方法：分层总和法、应力面积法、弹性理论法、斯肯普顿—比伦法、应力历史法以及应力路径法，并讨论了各种方法的计算要点。
关键词：分层总和法；规范法；弹性理论；斯肯普顿—比伦；应力历史；应力路径ABSTRACT：This thesis introduces six kinds of foundation settlement calculation methods：layerwise summation method,Stress area method,elasticity-thoery method,Si Ken Compton ancient method,Stress history method,stress path method,and discusses the main points of the six methods.KEY WORD：layerwise summation method;Specification Approach;elastic theory;stress history;A.W.Skempton—L.Bjerrum;stress path引言基础沉降计算从来就是地基基础工程中三大难题之一，在进行基础设计时，不仅要满足强度要求，还要把基础的沉降和沉降差控制在一定范围内。
地基沉降量的计算方法
地基沉降量的计算方法地基沉降量是指地基在一定时间内由于自身重量和外力作用而产生的下沉量。
计算地基沉降量的方法有很多种，下面将介绍其中几种常用的方法。
1. 经验法经验法是一种简化的计算方法，根据类似地基的实测数据和经验公式进行估算。
这种方法通常适用于土质较为均匀且地基承载力较高的情况。
通过对类似地基的实测数据进行统计和分析，可以得到一些经验公式，根据这些公式可以估算出地基沉降量。
2. 解析法解析法是一种基于土壤力学理论的计算方法，通过建立数学模型和方程来计算地基沉降量。
这种方法适用于土质复杂、地基承载力较低的情况。
解析法需要考虑土壤的力学参数、地基形状、荷载大小等因素，通过求解方程得到地基沉降量的数值。
3. 数值法数值法是一种基于计算机模拟的计算方法，通过建立地基-土体-荷载的三维模型，利用有限元或边界元等数值方法对地基沉降进行模拟计算。
这种方法适用于土质复杂、地基形状复杂或荷载非常大的情况。
数值法可以考虑更多的因素，如土壤的非线性特性、渗透性等，能够更准确地计算地基沉降量。
4. 试验法试验法是一种通过实验来测量地基沉降量的方法。
主要包括静载试验、动力触探试验等。
这种方法适用于土质复杂、地基形状复杂或荷载较大的情况。
通过实验可以直接获得地基沉降量的实测数据，更加准确地评估地基的变形情况。
在实际工程中，通常会综合运用上述方法来计算地基沉降量，以获得更准确的结果。
同时，还需要考虑地基沉降对工程的影响，如是否会导致结构的破坏或使用功能的丧失。
如果地基沉降量过大，则需要采取相应的加固措施，如增加地基的承载力或采取土体加固等方法，以确保工程的安全和稳定。
地基沉降计算方法
地基沉降计算方法地基沉降是指地面或建筑物由于地基受力而发生的下沉现象，是土木工程中一个重要的问题。
地基沉降的计算方法对工程设计和施工具有重要意义。
下面将介绍几种常用的地基沉降计算方法。
一、经验法。
经验法是指根据历史工程经验和实测数据进行估算的方法。
在没有详细的地质勘探和试验数据的情况下，可以通过查阅类似工程的实测数据，结合工程地质条件和地基工程特点，进行估算。
经验法计算简单快捷，但精度较低，适用于初步设计阶段。
二、解析法。
解析法是指根据土力学理论和数学方法，通过对地基土体的力学性质进行分析和计算，得出地基沉降的方法。
解析法需要建立地基土体的本构模型，考虑地基土体的应力-应变关系，通过数学计算得出地基沉降的结果。
解析法计算精度较高，适用于对地基沉降要求较高的工程。
三、有限元法。
有限元法是指利用有限元分析软件，将地基土体离散成有限个单元，通过数值计算得出地基沉降的方法。
有限元法考虑了地基土体的非线性和非均质性，可以较为准确地模拟地基沉降的过程。
有限元法适用于复杂地基条件和大型工程的地基沉降计算。
四、监测法。
监测法是指通过实测方法，利用沉降仪、水准仪等设备对地基沉降进行实时监测和记录，得出地基沉降的方法。
监测法可以直接观测到地基沉降的实际情况，是一种直观、准确的计算方法。
监测法适用于对地基沉降要求较高的工程，也可以用于验证其他计算方法的结果。
以上是几种常用的地基沉降计算方法，不同的方法适用于不同的工程情况。
在工程设计和施工中，需要根据实际情况选择合适的计算方法，以保证工程的安全和稳定。
同时，对于复杂的地基条件和大型工程，也可以采用多种方法进行综合计算，以提高计算结果的准确性和可靠性。
地基沉降实用计算方法
第三节 地基沉降实用计算方法一、弹性理论法计算沉降（一） 基本假设弹性理论法计算地基沉降是基于布辛奈斯克课题的位移解，因此该法假定地基是均质的、各向同性的、线弹性的半无限体，此外还假定基础整个底面和地基一直保持接触。
布辛奈斯克是研究荷载作用于地表的情形，因此可以近似用来研究荷载作用面埋置深度较浅的情况。
当荷载作用位置埋置深度较大时，则应采用明德林课题的位移解进行弹性理论法沉降计算。
（二） 计算公式建筑物的沉降量，是指地基土压缩变形达固结稳定的最大沉降量，或称地基沉降量。
地基最终沉降量：是指地基土在建筑物荷载作用下，变形完全稳定时基底处的最大竖向位移。
基础沉降按其原因和次序分为：瞬时沉降d S ；主固结沉降c S 和次固结沉降s S 三部分组成。
瞬时沉降：是指加荷后立即发生的沉降，对饱和土地基，土中水尚未排出的条件下，沉降主要由土体测向变形引起；这时土体不发生体积变化。
（初始沉降，不排水沉降）固结沉降：是指超静孔隙水压力逐渐消散，使土体积压缩而引起的渗透固结沉降，也称主固结沉降，它随时间而逐渐增长。
（主固结沉降）次固结沉降：是指超静孔隙水压力基本消散后，主要由土粒表面结合水膜发生蠕变等引起的，它将随时间极其缓慢地沉降。
（徐变沉降）因此：建筑物基础的总沉降量应为上述三部分之和，即s c s s s s s ++=计算地基最终沉降量的目的：（1）在于确定建筑物最大沉降量；（2）沉降差；（3）倾斜以及局部倾斜；（4）判断是否超过容许值，以便为建筑物设计值采取相应的措施提供依据，保证建筑物的安全。
1、 点荷载作用下地表沉降ErQ y x E Q s πνπν)1()1(2222-+-==2、 绝对柔性基础沉降⎰⎰----=Ay x d d p Ey x s 2202)()(),(1),(ηξηξηξπν0)1(2bp s c Ec ων-=3、 绝对刚性基础沉降（1） 中心荷载作用下，地基各点的沉降相等。
地基最终沉降量的计算方法
地基最终沉降量的计算方法一、限制应力法限制应力法是一种常用的地基最终沉降量计算方法。
计算公式如下：S=Σ(dΔσ)其中，S为最终沉降量，dΔσ为不同深度处的限制应力差。
限制应力法的具体步骤如下：1.通过试验或现场勘测得到土壤层的力学参数，如土壤的自重γ、均匀固结压缩系数Cc、再固结压缩系数Cr等。
2.根据建筑物的设计荷载，计算出不同深度处的垂直应力Δσ。
3.根据试验或现场勘测得到的土壤层力学参数，计算出不同深度处的限制应力差dΔσ。
4.将不同深度处的限制应力差累加，得到最终沉降量S。
二、一维固结计算法一维固结计算法是一种根据土壤的固结性质计算地基最终沉降量的方法。
1.应力应变模型一维固结计算法通常采用本构模型，如Terzaghi's经典本构模型：Δe=ε'·HΔσ=γΔz其中，Δe为固结应变，ε'为固结应变系数，H为固结层的厚度，Δσ为固结层的应力差，γ为土壤的单位重量，Δz为固结层的厚度。
2.固结应变系数固结应变系数可以通过室内试验或现场试验得到，也可以通过经验公式估算。
根据不同的土壤类型和固结期限，选择相应的固结应变系数。
3.在垂直方向上，将所有固结层的固结应变累加，得到最终沉降量。
三、数值模拟法数值模拟法是一种利用计算机模拟土壤力学行为的方法，可以精确计算地基最终沉降量。
这种方法适用于复杂的地质条件和结构工程。
数值模拟法的具体步骤如下：1.建立土壤力学模型，包括土壤的性质、层次和边界条件等。
2.根据实测数据或试验数据，确定土壤力学参数，如剪切模量、压缩模量等。
3.根据建筑物的设计荷载、地质条件等，进行有限元分析或其他数值模拟，得到地基的最终沉降量。
数值模拟法的计算精度较高，但需要具备一定的专业知识和使用专业软件。
在实际工程中，一般会综合使用以上的方法进行地基最终沉降量的计算，以获得更准确的结果。
同时，也需要考虑到地质条件的不确定性和结构工程的变化，进行适当的修正和调整。
地基沉降计算方法
地基沉降计算方法
地基沉降是指在地基承载力不足或地基土层过于松软时，地面
上建筑物或结构受到地基土层沉降的影响而产生的沉降现象。
地基
沉降对建筑物的安全性和稳定性会造成不利影响，因此对地基沉降
进行准确的计算和分析显得尤为重要。
下面将介绍地基沉降的计算
方法。
首先，对于浅基础而言，地基沉降的计算通常采用弹性理论的
方法。
根据地基土层的力学性质和地基承载力的要求，可以采用不
同的计算方法，如弹性模量法、叠加法、有限元法等。
其中，弹性
模量法是一种常用的计算方法，它通过考虑地基土层的弹性模量和
杨氏模量来计算地基沉降的大小。
叠加法则是将地基土层分层进行
分析，分别计算各层的沉降量，然后进行叠加得到总的地基沉降量。
有限元法则是通过建立地基土层的有限元模型，利用计算机进行数
值模拟，得到地基沉降的结果。
其次，对于深基础而言，地基沉降的计算方法与浅基础有所不同。
深基础通常采用桩基、承台基础等形式，地基沉降的计算需要
考虑地基土层的非线性特性和桩基与土层之间的相互作用。
在进行
深基础地基沉降计算时，需要考虑土-桩-结构相互作用的影响，采
用有限元法进行三维非线性分析，得到地基沉降的准确结果。
总之，地基沉降的计算方法在工程实践中具有重要的意义。
通过对地基沉降进行准确的计算和分析，可以为工程设计和施工提供科学依据，保障建筑物的安全性和稳定性。
因此，工程师在进行地基设计时，需要根据实际情况选择合适的计算方法，并结合工程实践进行合理的分析和计算，以确保地基沉降的准确性和可靠性。
地基沉降的计算方法
地基沉降的计算方法地基在荷载作用下，沉降将随时间发展，其发展规律可以通过土体固结原理进行数值分析来估算。
但是由于固结理论的假定条件和确定计算指标的试验技术上的问题，使得实测地基沉降过程数据在某种意义上较理论计算更为重要。
通过大量的沉降观测资料的积累，可以找出地基沉降过程的具有一定实际应用价值的变形规律，还可以根据路基施工时的实测沉降资料和已取得的经验进行估算，是工程中最为常用的方法。
根据经验沉降预测一般要经过3～6个月恒载（或预压）的观测才能建立。
曲线回归法法是变形预测最常用的方法，德国无碴轨道的经验，认为当曲线回归的相关系数不低于0.92时，所确定的沉降变形趋势是可靠的；当预测的6个月以后的沉降与实际沉降的偏差小于8mm 时，说明预测是稳定的，但要达到准确的预测还要求最终建立沉降预测的时间t 应满足下列条件s(t)/s(t=∞)≥75%式中：s(t)： t 时间的沉降观测值； s(t=∞)： 预测的总沉降。
通常利用沉降资料进行预测路堤沉降随时间发展的常用方法有以下几种： 1 双曲线法 双曲线方程为：bt a tS S t ++=0 （3.3.2-1）bS S f 10+= （3.3.2-2）式中：t S ——时间t 时的沉降量；f S ——最终沉降量(t ＝∞)；S 0——初期沉降量(t ＝0)；a、b——将荷载不再变化后的3组早期实测数据代入上式组成方程组求得的系数。
沉降计算的具体顺序：（1）确定起点时间(t＝0)，可取填方施工结束日为t＝0；（2）就各实测计算t／（S t-S0），见图3.3.2-1；（3）绘制t与t/(S t-S0)的关系图，并确定系数a，b见图3.3.2-2；（4）计算S t；（5）由双曲线关系推算出沉降S～时间t曲线。
图3.3.2-1用实测值推算最终沉降的方法图3.3.2-2求a，b方法双曲线法是假定下沉平均速率以双曲线形式减少的经验推导法，要求恒载开始实测沉降时间至少半年以上。
地基最终沉降量计算法
例题
见教材P138例4-3，掌握用规范法求 地基沉降的具体过程
(b)基底附加压力p0 (d)确定计算深度zn
(e)地基分层Hi
①不同土层界面； ②地下水位线； ③每层厚度不超过 0.4B或最大4m； ④z 变化明显的土层 ，适当取小。
地面
自重应力
p d p0
d
基底
Hi
附加应力
沉降计算深度
计算步骤
地面
(f)计算每层沉降量Si
Si
ei1 e2i 1 e1i
Hi
----经统计引入沉降计算经验系数s ----<规范》推荐法
规范法
《建筑地基基础设计规范》所推荐的地基最 终沉降量计算方法是另一种形式的分层总和法。 它也采用侧限条件的压缩性指标，并运用了平均 附加应力系数计算；还规定了地基沉降计算深度 的标准以及提出了地基的沉降计算经验系数，使 得计算成果接近于实测值。
2.5 4.0 7.0 15.0 20.0
p0fk p0 0.75 fk
1.4 1.3 1.0 0.4 0.2 1.1 1.0 0.7 0.4 0.2
0z(i-1)
Es Ai
Ai Esi
Ai p0 (zii zi1i1 )
fk：地基承载力标准值
s=1.4-0.2,
0zi
附加应力
进s综行((12合修))与与考正土基质底虑，软附了硬加结有应土果关力,p的为0/f性地 k的大质基小土等有的的关 影最••软 硬响终粘 粘土 土，沉（ （对降应 应力 力计量集扩算中散。））所SS偏偏得小大沉,, ΨΨ降ss><11量
岩层
分层总和法
在地基沉降计算深度范围内将地基土划分为若 干分层，计算各分层的压缩量，然后求其总和。
地基沉降实用计算方法
第三节 地基沉降实用计算方法一、弹性理论法计算沉降（一） 基本假设弹性理论法计算地基沉降是基于布辛奈斯克课题的位移解，因此该法假定地基是均质的、各向同性的、线弹性的半无限体，此外还假定基础整个底面和地基一直保持接触。
布辛奈斯克是研究荷载作用于地表的情形，因此可以近似用来研究荷载作用面埋置深度较浅的情况。
当荷载作用位置埋置深度较大时，则应采用明德林课题的位移解进行弹性理论法沉降计算。
（二） 计算公式建筑物的沉降量，是指地基土压缩变形达固结稳定的最大沉降量，或称地基沉降量。
地基最终沉降量：是指地基土在建筑物荷载作用下，变形完全稳定时基底处的最大竖向位移。
基础沉降按其原因和次序分为：瞬时沉降d S ；主固结沉降c S 和次固结沉降s S 三部分组成。
瞬时沉降：是指加荷后立即发生的沉降，对饱和土地基，土中水尚未排出的条件下，沉降主要由土体测向变形引起；这时土体不发生体积变化。
（初始沉降，不排水沉降）固结沉降：是指超静孔隙水压力逐渐消散，使土体积压缩而引起的渗透固结沉降，也称主固结沉降，它随时间而逐渐增长。
（主固结沉降）次固结沉降：是指超静孔隙水压力基本消散后，主要由土粒表面结合水膜发生蠕变等引起的，它将随时间极其缓慢地沉降。
（徐变沉降）因此：建筑物基础的总沉降量应为上述三部分之和，即计算地基最终沉降量的目的：（1）在于确定建筑物最大沉降量；（2）沉降差；（3）倾斜以及局部倾斜；（4）判断是否超过容许值，以便为建筑物设计值采取相应的措施提供依据，保证建筑物的安全。
1、 点荷载作用下地表沉降2、 绝对柔性基础沉降3、 绝对刚性基础沉降（1） 中心荷载作用下，地基各点的沉降相等。
圆形基础：0)1(2dp s c E c ων-=矩形基础：0)1(2bp s r E c ων-=（2） 偏心荷载作用下，基础要产生沉降和倾斜。
二、分层总和法计算最终沉降分层总和法都是以无側向变形条件下的压缩量公式为基础，它们的基本假设是：1．土的压缩完全是由于孔隙体积减少导致骨架变形的结果，而土粒本身的压缩可不计；2．土体仅产生竖向压缩，而无测向变形；3．在土层高度范围内，压力是均匀分布的。
地基沉降计算方法
地基沉降计算方法地基沉降是指土壤在承受外部荷载作用下产生的垂直位移，是地基工程中一个重要的参数。
合理的地基沉降计算方法对于工程设计和施工具有重要意义。
本文将介绍几种常见的地基沉降计算方法。
首先，一种常见的地基沉降计算方法是根据土壤力学理论进行计算。
在这种方法中，需要考虑土壤的物理性质、荷载的大小和分布以及地基的结构等因素。
通过建立合适的土壤力学模型，可以利用弹性理论或塑性理论来计算地基的沉降量。
这种方法适用于一般的地基工程设计，能够较为准确地预测地基的沉降情况。
其次，还可以采用现场观测法进行地基沉降的计算。
这种方法通过在地基施工完成后对地基进行实际观测，记录地基沉降的情况，然后根据实测数据进行分析和计算。
这种方法的优点是直接、准确，能够真实地反映地基的沉降情况。
但是缺点是需要等待地基施工完成后才能进行观测，不能提前进行预测，同时观测数据的准确性也会受到一定的影响。
另外，还可以采用数值模拟方法进行地基沉降的计算。
数值模拟方法通过建立地基的有限元模型，利用计算机软件进行模拟计算，得到地基的沉降情况。
这种方法可以考虑更多的因素，如土壤的非线性特性、地基结构的复杂性等，能够较为准确地预测地基的沉降情况。
但是这种方法需要较高的计算机技术和软件支持，同时对模型的建立和参数的选择也有一定的要求。
综上所述，地基沉降的计算方法有多种，每种方法都有其适用的场合和局限性。
在工程实践中，需要根据具体的工程情况和要求来选择合适的计算方法，以确保地基工程的安全和稳定。
同时，还需要不断地研究和改进地基沉降的计算方法，以适应不断发展的工程需求和科学技术的进步。
只有不断地完善地基沉降的计算方法，才能更好地保障地基工程的质量和安全。
规范法计算地基沉降
规范法计算地基沉降地基沉降是指地基在使用过程中由于地下土层的自然沉降或人为原因引起的下沉变形。
地基沉降会对建筑物的安全性和使用性造成严重影响，因此需要进行规范法计算来评估地基沉降的影响程度和采取相应的修筑措施。
一、地基沉降的分类地基沉降可分为自然沉降和人为沉降两类。
自然沉降是指由于地下土层的孕细孕化导致的沉降，一般较为缓慢。
人为沉降是指人类活动引起的地基下沉，如地下开挖、填方等。
二、地基沉降的计算方法地基沉降的计算方法主要包括解析法和数值法两种。
1. 解析法解析法是利用经验公式和解析解进行地基沉降计算的方法。
其中，最常用的方法是采用弹性理论，根据弹性土力学原理进行计算。
具体步骤如下：（1）确定地基的刚度参数，包括地基的动力模量和泊松比等；（2）根据地基的荷载情况，计算地基的应力分布；（3）根据弹性土力学公式，计算地基的沉降量。
2. 数值法数值法是利用有限元法进行地基沉降计算的方法。
它通过将地基划分为一系列小的单元，建立节点和单元之间的力平衡关系和位移关系，通过求解这些方程组来获得地基的沉降情况。
三、地基沉降的规范要求地基沉降的规范要求主要包括以下几方面内容：1. 土质分类和地基刚度参数的确定：根据地基的具体情况，确定地基的土质分类和刚度参数，有助于准确评估地基沉降的可能性。
2. 荷载计算：根据建筑物的荷载情况，计算地基所受的荷载，并确定地基的应力分布。
荷载计算是地基沉降计算的前提和基础。
3. 地基沉降计算方法：根据地基的具体情况，选择适合的地基沉降计算方法，进行地基沉降的评估。
4. 沉降限值：根据建筑物的使用要求和地基的承载能力，确定地基沉降的限制范围。
一般情况下，地基沉降限值应满足建筑物正常使用的要求。
5. 沉降监测和处理措施：对于可能存在较大地基沉降的地区，应进行沉降监测，并根据监测结果采取相应的处理措施，以确保建筑物的安全性和使用性。
四、地基沉降的影响及防治措施地基沉降会对建筑物产生严重影响，如建筑物的倾斜、开裂等。
地基沉降量计算
地基沉降量计算地基变形在其表面形成的垂直变形量称为建筑物的沉降量。
在外荷载作用下地基土层被压缩达到稳定时基础底面的沉降量称为地基最终沉降量。
一、分层总和法计算地基最终沉降量计算地基的最终沉降量，目前最常用的就是分层总和法。
（一）基本原理该方法只考虑地基的垂向变形，没有考虑侧向变形，地基的变形同室内侧限压缩试验中的情况基本一致，属一维压缩问题。
地基的最终沉降量可用室内压缩试验确定的参数（e i、E s、a）进行计算，有：变换后得：或式中：S--地基最终沉降量（mm）；e--地基受荷前（自重应力作用下）的孔隙比；1e--地基受荷（自重与附加应力作用下）沉降稳定后的孔隙比；2H--土层的厚度。
计算沉降量时，在地基可能受荷变形的压缩层范围内，根据土的特性、应力状态以及地下水位进行分层。
然后按式（4-9）或（4-10）计算各分层的沉降量S。
最后将各分层的沉降量总和起来即为地基的最终沉降量：i（二）计算步骤1）划分土层如图4-7所示，各天然土层界面和地下水位必须作为分层界面；各分层厚度必须满足H i≤（B为基底宽度）。
2）计算基底附加压力p03）计算各分层界面的自重应力σsz和附加应力σz；并绘制应力分布曲线。
4）确定压缩层厚度满足σz=σsz的深度点可作为压缩层的下限；对于软土则应满足σz=σsz；对一般建筑物可按下式计算z n=B。
5）计算各分层加载前后的平均垂直应力p=σsz； p2=σsz+σz16）按各分层的p1和p2在e-p曲线上查取相应的孔隙比或确定a、E s等其它压缩性指标7）根据不同的压缩性指标，选用公式（4-9）、（4-10）计算各分层的沉降量S i8）按公式（4-11）计算总沉降量S。
分层总和法的具体计算过程可参例题4-1。
例题4－1已知柱下单独方形基础，基础底面尺寸为×，埋深2m，作用于基础上（设计地面标高处）的轴向荷载N=1250kN，有关地基勘察资料与基础剖面详见下图。
地基最终沉降量的计算方法
地基最终沉降量的计算方法
地基最终沉降量的计算方法一般包括以下几个步骤：
1.确定地基的荷载：首先需要确定地基所受的荷载，包括建筑物本身的重量、居住人口的重量、设备和货物的重量等。
2.确定地基的土壤类型和性质：根据所在地区的土质分类标准，确定地基所处的土壤类型，同时需要了解土壤的压缩性、渗透性、固结时间和水分含量等性质。
3.确定地基的初始沉降量：根据地基专家的经验和实测数据，确定地基的初始沉降量。
初始沉降量指的是建筑物施工后，土壤在没有外界荷载作用下的沉降量。
4.计算地基的总沉降量：总沉降量等于初始沉降量加上最终沉降量。
最终沉降量可以通过数学模型计算得出，一般参考国家标准和地基专业的手册。
5.确定地基的可接受沉降量：在实际工程中，根据建筑物或设备的要求，需要确定地基的可接受沉降量。
在达到可接受沉降量之前，可以进行必要的补偿措施，如回填、加桩等。
第二节地基沉降量计算讲解
8）按公式（4-11）计算总沉降量S。
【例题4－1】已知柱下单独方形基础，基础底面尺寸为 2.5×2.5m，埋深2m，作用于基础上（设计地面标高处）的轴
向荷载N=1250kN，有关地基勘察资料与基础剖面详见下图。
试用分层总和法计算基础中点的最终沉降量。
解：按分层总和法计算
（1）计算地基土的自重应力。z自基底标高起算。
118.5 138.5 157 175.5
108.5 128.5 147.8 166.25
150.43 155.48 165.62 179.96
二、《建筑地基基础设计规范》推荐的沉降计算法(自学)
这种方法是《建筑地基基础设计规范》所推荐的，简称 《规范》推荐法，也叫应力面积法。
（一）计算原理
规范推荐法一般按地基土的天然分层面划分计算土层， 引入土层平均附加应力的概念，通过平均附加应力系数，
值有可能较大，不能不予考 虑。目前在生产中主要使用下 述半经验方法估算土层的次固 结沉降。
图4-9为室内压缩试验得
出的变形S与时间对数lgt的
关系曲线，取曲线反弯点前
后两段曲线的切线的交点m作为主固结段与次固结段的分
界点；设相当于分界点的时间为t1，次固结段（基本上是 一条直线）的斜率反映土的次固结变形速率，一般用Cs表 示，称为土的次固结指数。知道Cs也就可以按下式计算土 层的次固结沉降Ss：
降Sc。以轴对称课题为例，分层总和法计算的沉降量为S,Sc
可用下式求解：
其中，αu为Sc与S之间的比例系数，有:
αu与土的性质密切相关，另外，还与基础形状及土层厚 度H与基础宽度B之比有关。
（三）次固结沉降的计算
对一般粘性土来说，次固结沉降数值Ss不大，但如果是 塑性指数较大的、正常固结的软粘土，尤其是有机土，Ss
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ΔS1
• 沉降计算
ΔS2
hc
n
ΔS3
S dS dS Si
ΔS4
0
0
i1
• 计算深度
z
dS
（1）桥规： qzi 5z
建规： Sz Shc /40
（2）至不可压缩的土（岩）层。
ΔS8
（3）经验公式：Zn=B(2.5-0.4lnB)
2. 计算步骤
（1）分层 hi 0.4b
hi靠基底应小些（0~2米），下面可大一些，但不能超过 0.4b；当在毛细水表面及地下水表面、不同土层的分界面处 必须分层（特别是有软弱夹层时）。
地面
p d
d p0
szi
zi
Hi
sz
z
计算深度
过去地表 当前地表 过去地表
h
p0 h
e
固结比 O C R p c p0
p0 pc
p0
lg p
pc p0 pc p0 pc p0
正常固结土 OCR=1
欠固结土 OCR<1 超固结土 OCR>1
eCClgp0
p p0
p0
e C clg p 0p 0 p C clg p p 0 c C clg p 0p c p
（2）计算基底净压力（附加压力）
p0 pH
H
细 砂
（3）计算原存应力（自重应力）q zi
粘 土
qzi H hi
粉
（4）计算中心点以下的附加应力 zi
质 粘
（5）确定压缩底层 (3中常用方法)
土
qzi 5zi
（6）计算每一层土的压缩量
p b
p0 pH
0
1
21
2
3 4
3 4
55
66
7
7
8
98 9
q z (i-1 )
§1 地基沉降(settlement)计算
一、沉降组成
瞬时沉降
荷载刚加上，在很短的时间内产生的沉降，一般采用弹 性理论计算（砂土等）
主固结沉降
（渗透固结沉降）：饱和粘土地基在荷载作用下，孔隙 水被挤出而产生渗透固结的结果（含有机质较少的粘性 土）
次固结沉降
孔隙水停止挤出后，颗粒和结和水之间的剩余应力尚在 调整而引起的沉降（含有机质较多的粘性土）
eCClgp0p cpCSlgp p0 c
• 压缩量计算公式
（I）
Si
e1i e2i 1 e1i
hi
a V i zi 1 e1i
hi
zi E si
hi
（II）
Si
zi
E si
hi
E0 (112v2v)Es
Si
(1 2vi2 )zi
1vi E0i
hi
S E h （III） i
zi
i
i （β为泊松比v的函数，可查表（见教材））
2. 作水平线m1
3. 作m点切线m2
4. 作m1,m2 的角分线m3
5. m3与试验曲线的直线段 交于点B
6. B点对应于先期固结压 力p
A mB
Pc
1 3 2
D
p(lg)
过去地表 当前地表 过去地表
h
p0 h
e
固结比 O C R p c p0
p0 pc
p0
lg p
pc p0 pc p0 pc p0
e1 Vs 1
e e2
Vs 1
§ 地基沉降(settlement)计算
一、沉降组成
瞬时沉降
荷载刚加上，在很短的时间内产生的沉降，一般采用弹 性理论计算（砂土等）
主固结沉降
（渗透固结沉降）：饱和粘土地基在荷载作用下，孔隙 水被挤出而产生渗透固结的结果（含有机质较少的粘性 土）
次固结沉降
孔隙水停止挤出后，颗粒和结和水之间的剩余应力尚在 调整而引起的沉降（含有机质较多的粘性土）
e-p曲线
压缩系数
KPa-1，MPa-1
e
a e p
1.0
0.9
e
0.8
p
0.7
0.1
0.5
低压缩性 中压缩性
高压缩性
a12 /MPa1
0.6
0 100 200 300 p(kPa)
压缩指标间的关系
侧限压缩模量
Es
p
压缩系数
a e p
e e0 e
体积压缩系数
mv
1 Es
a 1 e0
1
孔隙
固体 颗粒
e-lgp曲线
e
1
Cc
0.9
0.8 1 Cs
0.7
0.6
100
1000
p(kPa，lg)
特点：在压力较大部分， 接近直线段
指标：
• 压缩指数
Cc
e (lgp)
• 膨胀指数
（再压缩指数） Cs
先期固结压力的确定
Casagrande 法
e
1. 在e-lgp曲线上，找出
C
曲率最大点m
p2i=qszi+zi e2i
Si
ai 1 e1i
(p2i
p1i )Hi
ai 1 e1i
zi Hi
Si
zi H i Esi
ziHi Ei
d
d qszi
qsz
地面
p
p0
zi
Hi
z
计算深度
计算公式：e-lgp曲线
对土层i有：
压缩前
p1i=qszi e1i
压缩后
p2i=qszi+zi e2i
一、沉降组成
三部分沉降组成：
初始瞬时沉降 Sd ：
Sd ：初始瞬时沉降
t
Sc：主固结沉降
主固结沉降 Sc ： 次固结沉降 Ss ：
S
Ss: 次固结沉降
分层总和法（固结沉降）
总变形： S Sd Sc Ss
二、瞬时沉降计算— 弹性理论公式
p
SPE0b(1v2)Cd
可压缩层
式中：
不可压缩层
i-1
z (i-1 )
1 qzi 2(qz(i1) qzi)
e
e 1i
e 2i
q z i zi qzi
hi i
q zi
i
q zi
p
zi
zi 12(z(i1) zi)
zi q zi
Si
e1i e2i 1 e1i
hi
计算公式：e-p曲线
对土层i有：
压缩前
p1i=qszi e1i
压缩后
P—基底平均压力
b—基底宽度（矩形）或直径（圆形）
E0、v—为地基土的变形模量和柏松比(Poission’s ratio) Cd —考虑基底形状和沉降点位置的函数，可查表4-4 (P101)
三、地基沉降计算——分层总和法（固结沉降）
1. 基本原理
• 基本假设
（1）基础中心处的沉降代表基础的沉降。
（2）中心土柱完全侧限，其压缩量为沉降。
0i
（7）计算总沉降量
n
S Si i1
例题：教材P133的习题4-6题 5分钟读题并思考
例题：教材P133的习题4-6题
解：
（1）基底净荷载与净压力
P V F h 4 0 4 8 0 2 1 0 2 9K 78 N 4
p0
P F
87kPa
（2）确定分层厚度，由于是单一土层，故取0.4b=0.4×4=1.6m
正常固结土 OCR=1
欠固结土 OCR<1 超固结土 OCR&g
e C clg p 0p 0 p C clg p p 0 c C clg p 0p c p
eCClgp0p cpCSlgp p0 c
土样压缩量计算公式S S=h-h1
（a）e-p曲线 （b）e-lgp曲线