自考 工程地质及土力学43 44PPT课件

二、固结沉降计算
4.3.2 沉降计算的原理与方法
瞬时沉降在一般设计荷载作用下近似弹性变形， 采用弹性理论求解：
粘性土 sci n1vi• zii n1e 1 1i e e 1i2i• zi
sc --固结沉降；
v
i
--各分层土的竖向应相变当，于一维压缩土体层积的应变；
重
zi --各土层或分层的厚度；
• 经验法：
d p0
地面 基底
一般土层：σz=0.2σsz
软土层：σz=0.1σsz
重 庆
• 规范法：S0.025S
能 源
业 学
引起的沉降。
大小有关。
院
第4章 土的压缩性与基础沉降
4.3.1 概述
粘性土地基的总沉降s为：
Sd ：初始瞬时沉降
t
Sc：主固结沉降
S
Ss: 次固结沉降
重
庆
能
源 职 业
总变形： SSdScSs
学
院
第4章 土的压缩性与基础沉降
4.3.1 概述
对于砂土而言，瞬时沉降和固结沉降是分不 出来的，次固结沉降往往是不存在的。另行采 用适合砂土的沉降计算方法。
庆 能
e1i --各天然土层的自重p1对 压应 力的天然孔隙比；
源
e2i --各土层在自重应力加及应附力 z作用下完全固结的比孔；隙
职 业
n--计算土层的总分层数。
学
院
第4章 土的压缩性与基础沉降
二、固结沉降计算
4.3.2 沉降计算的原理与方法
1、e-p表达式
sc
n
aiz
i1 1e1i
•zi
（压缩系数）
又称次压缩沉降，
是指加载后立即 作用下，由于地 是指在荷载长期持续
产生的沉降。 该沉降是体积
基土的结构骨架 受力压缩，使孔
作用下，土骨架进一 步压缩所产生的沉降。
重 庆 能 源 职
不变的剪切变形， 所产生的竖向位 移。
隙水排出，体积 压缩引起的沉降。 即由于排水固结
特点：随荷载长期 持续作用逐渐发展， 并与土的结构性质、 结构强度和荷载压力
院
第4章 土的压缩性与基础沉降
二、固结沉降计算
施工步骤
基坑开挖：基础土层卸
载，基础底面回弹
基础施工：基础土层重 d
加载，基础底面再压缩
基坑回填：基础土层重
加载，基础地面再压缩
重
庆 能
建筑物施工：基础土层
源 职
压缩沉降
业
学
院
4.3.2 沉降计算的原理与方法
分层总和法
地面 基底
第4章 土的压缩性与基础沉降
实际工程中的沉降，一般采用以固结沉降为
主，配合工程经验进行计算的办法。
重
庆
能
源
职
业
学
院
第4章 土的压缩性与基础沉降
4.3.2 沉降计算的原理与方法
基本假定和基本原理：
假设基底压力为线性分布 附加应力用弹性理论计算 侧限应力状态,只发生单向沉降 将地基分成若干层，认为整个地基的最终沉降量为
• z从基底算起，由基底
职 业
附加应力p0=p-d引起
学
院
p d
d p0
地面 基底
sz
z
计算深度
第4章 土的压缩性与基础沉降
分层总和法固结沉降计算 4.3.2 沉降计算的原理与方法
计算步骤
... ...
d) 确定计算深度zn
p
e) f)
地基分层Hi
计算每层的压缩量△sci（沉降量Si）
d
g) 各层沉降量叠加Si
B - -荷载面积的宽度（矩形）或直径（圆形）；
Cd - -荷载面积和计算点的影响系数；
Eu Cu
Eu - -不排水条件下的剪切变形模量；
Cu为现场十字板
重
- -泊松比，饱和粘性土 0.5。
强度， 为系数。
庆
能 源 职 业
饱和粘性土
sd
Cd
• 0.7 5p B Eu
学
院
第4章 土的压缩性与基础沉降
第4章 土的压缩性与地基沉降
工程地质及土力学
4.1 概述
4.2 土的压缩性
4.3 基础沉降计算
4.4 太沙基一维固结理论
重
庆
能
源
职
业
学
院
第4章 土的压缩性与基础沉降
§4.3 基础的沉降量计算
Байду номын сангаас
平均总沉降 ：变形稳定后地基平均下沉量
沉降差：相邻基础的沉降量的差值
倾斜 ：基础不均匀沉降的倾斜度
重 庆
各层沉降量之和：
重
SSi
庆
能
源 职
理论上不够完备，缺乏统一理论,
业 学
是一个半经验性方法。
院
第4章 土的压缩性与基础沉降
4.3.2 沉降计算的原理与方法
以一维侧限应力状态土的压缩特性为基础的 分层总和法：
∑ ∑ n
n
s si vizi
i1
i1
：第i层土的竖向应变； vi
z i ：第i层土的厚度。
分层总和法固结沉降计算 4.3.2 沉降计算的原理与方法
计算步骤
a) 原地基的自重应力分布0z b) 基底附加压力p0 c) 确定地基中附加应力z分布
d) 确定计算深度zn e) 地基分层Hi f) 计算每层的压缩量△sci（沉降量Si） g) 各层沉降量叠加Si
重 庆
• 0z从地面算起；
能 源
重
庆
能 源
竖向应变 v 的大小取决于作用在该土层的附
职
加应力的大小和土的压缩性。
业
学
院
第4章 土的压缩性与基础沉降
一、瞬时沉降计算
4.3.2 沉降计算的原理与方法
瞬时沉降在一般设计荷载作用下近似弹性变形， 采用弹性理论求解：
粘性土
sd Cd •pB 1 E u 2
sd - -瞬时沉降； p - -作用于基底表面的均布荷载；
n
或
sc mvi zi•zi （体积压缩系数）
i1
重 庆 能 源
或
sc
n i1
z
Esi
•zi
（压缩模量）
职
业
学
院
第4章 土的压缩性与基础沉降
二、固结沉降计算
4.3.2 沉降计算的原理与方法
2、e-logp表达式
正常固结土
s c i n 1C 1 c • ie 1 iz ilo p p 1 2 iig i n 1C 1 c • ie 1 iz ilo p 1 ig p 1 i zi
超固结土
重
sci n 11 z e i0 i C r• ilo p p g 0 ci i C c• ilo p g 0 ip cizi
庆
能 源 职 业 学
或 sci n 1 1 z i• e C 0 ic iC C c ri• i lo p p g 0 ci i lo p g 0 ip cizi
随时间的沉降：不同时间的沉降量
能
源
职
业
学
院
第4章 土的压缩性与基础沉降
4.3.1 概述
研究内容
重 庆 能 源 职 业 学 院
沉降的基本组成部分 计算原理 计算方法
第4章 土的压缩性与基础沉降
4.3.1 概述
粘性土地基的总沉降s为：
ssdscss
瞬时沉降
固结沉降
次固结沉降
又称初始沉降， 是指荷载压力