土的固结与沉降
第六节固结、沉降、筑坝用土石料及填筑标准
18 5) 浸水与失水时体积变化较小。
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防渗体对土料的要求
对冲积粘土、膨胀土，开挖、冻土和分散性粘土 不宜作为防渗体的填筑土料。 红粘土、湿陷性黄土、砾石土可用于防渗体。
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（2）坝壳土石料的要求
坝壳土石料应满足排水性能好、抗剪强度高、 易压实和抗震稳定性良好的要求。
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剪应力与塑流区范围
(图 5－28 d）中剪应力xz的分布进一步表明 了心墙上游面过渡区内的应力集中现象。
根据弹塑性应力分析，材料的屈服和该点的应 力状态有关，据此可以计算坝内各点抵抗塑流 的安全系数，如图5—28 e所示，图中小于 1．0的影线区表示可能发生的塑流区范围， 包括：上游坝壳下部，心墙底部和下游坝脚等 部位。材料进人塑性并不等于发生剪切破坏， 但可显示坝抵抗失稳破坏的安全储备，并可据 此预测可能的破坏滑动面的位置。
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3、沉降量的计算
分层总和法
Cc
e1 e2
log ' '
'
n
S
hi
i11ei
Cclog(i'i'1)
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4.坝体各断面的预留沉降量超高
S ' S "Sc' Sc "
参照施工期观测，已建工程经验综合分析确定
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二、应力分析
(一)土的本构模型
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第六节 筑坝用土石料选择及填
筑标准
Soil and Rock for Earth-Rock Dam with The Criteria of Compaction
桩基竖向承载力时间效应
桩基竖向承载力时间效应
桩基竖向承载力的时间效应主要与土的固结和沉降有关。
在桩基竖向荷载作用下，土体会发生变形，但在荷载移除后，土体逐渐恢复原状，这个过程称为土的回弹或者恢复。
土的回弹速度受到土的物理力学性质和荷载大小的影响，较刚性的土和较大的荷载速度会较快，相反则会较慢。
在桩基竖向承载力的计算中，应考虑短期和长期荷载对土的影响。
短期荷载作用下，土的回弹较小，土体的体积不会明显发生改变，因此计算时可以采用Δq-δ关系曲线实现。
而长期荷载作用下，由于土的固结和沉降，土体的体积会发生改变，导致桩基竖向承载力随时间的变化。
因此在计算中需要考虑土的固结曲线和沉降曲线，以得到桩基随时间的竖向承载力变化规律。
总之，桩基竖向承载力的时间效应是桩基设计与施工中必须考虑的问题，需要合理选取设计荷载和计算方法，以确保桩基长期安全稳定运行。
地面沉降原因及措施
地面沉降原因及措施
一、地面沉降的原因
1. 地下水开采过度
过度开采地下水是导致地面沉降的主要原因之一。
当大量的地下水被抽取时，土层中的孔隙压力发生变化，有效应力减小，使土层在自重作用下发生压缩变形，最终导致地面沉降。
2. 土体固结
土体在自重或外荷载作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙体积减小，土体发生压缩变形。
这种由于孔隙水排出而引起的土体压缩变形是永久性的，土体在固结过程中地面标高降低，导致地面沉降。
3. 构造运动
构造运动包括地震、地壳升降等地质活动，这些活动会导致地面的升降。
地震会使地面产生裂缝和塌陷，地壳升降则会引起大面积的地面沉降。
4. 土壤侵蚀
土壤侵蚀会导致表层土壤流失，降低地表的支撑能力，从而导致地面沉降。
5. 采矿活动
采矿活动如地下采煤、矿石开采等，会破坏地层结构，降低地层的稳定性，导致地面沉降。
二、防止地面沉降的措施
1. 合理控制地下水开采
加强地下水资源的管理和监测，合理控制地下水的开采量，避免过度开采。
同时采取回灌等措施，补充地下水，保持地下水位的稳定。
2. 强化土体固结的预防措施
在建设过程中，采取有效措施防止土体固结。
例如优化排水设计，防止地表水渗入地下，减少土体中的孔隙水压力。
3. 监测与预警系统建设
建立地面沉降监测网络，实时监测地面沉降的变化情况。
同时建立预警系统，根据监测数据及时发出预警信息，为采取应对措施提供依据。
主固结沉降次固结沉降瞬时沉降
主固结沉降次固结沉降瞬时沉降主固结沉降次固结沉降瞬时沉降是土地工程领域中非常重要的概念，它们对于建筑物的稳定性和安全性起着至关重要的作用。
本文将从主固结沉降、次固结沉降和瞬时沉降的概念、影响因素、测定方法以及如何进行控制这几个方面进行详细的介绍。
首先，主固结沉降是指由于土壤的重力排水变形而引起的土体沉降。
这是由于土体自重引起的，属于静载下的沉降。
主固结沉降通常发生在填土地基工程中，它是由于土壤在承受荷载后，会发生变形，导致土体内部产生变形和排水现象，从而出现沉降。
主固结沉降是土地工程中的一个重要问题，它直接关系到建筑物的安全和稳定性。
次固结沉降是指在主固结沉降的基础上，由于土体内部结构再次发生变化，导致沉降现象。
次固结沉降通常是在一定时间内出现的，属于动载下的沉降。
次固结沉降的发生主要是由于土体内部的结构调整、压实和排水引起的，它通常是在主固结沉降基础上逐渐发展形成的。
瞬时沉降是指在一定荷载作用下，土体发生的瞬时性的变形，它不会随着时间的推移而继续发展。
瞬时沉降通常是由于土体承受荷载后产生的弹性变形，当荷载消失后，土体会恢复到原来的状态，瞬时沉降便随之消失。
瞬时沉降是土地工程中常见的问题，它对于地基的设计和建筑物的安全性都有一定的影响。
影响主固结、次固结和瞬时沉降的因素有很多，首先是土壤的类型和性质。
不同类型和性质的土壤在承受荷载后，其变形和沉降程度是不一样的。
其次是荷载的大小和性质。
荷载的大小和性质直接关系到土体的变形和沉降程度，荷载越大，变形和沉降也越显著。
此外，还有土体的初始状态、周围环境的影响以及地下水位的变化等因素都会对主固结、次固结和瞬时沉降产生一定的影响。
对于主固结、次固结和瞬时沉降的测定方法有很多种，常见的有直接测量法、间接测量法和数值模拟法等。
直接测量法是通过在地基中设置变形观测点，直接观测土体的变形和沉降情况；间接测量法是通过采集地基中的孔隙水压力、声波速度、电阻率等数据，推测土体的变形和沉降情况；数值模拟法是通过建立地基的数值模型，模拟荷载作用下土体的变形和沉降情况。
《土力学固结沉降》课件
固结沉降的影响和应对措施
固结沉降会导致建筑物沉降、地面沉降、管道变形等问题。应对措施包括使用预压法、加固地基、改善排水等。
课程总结和主要观点
通过本课程，我们深入了解了土力学固结沉降的定义、原理、机制、预测和计算方法，以及影响和应对措施Hale Waihona Puke 希望这些知识对您的工程实践有所帮助！
一次固结
粘性土体中的水分排泄，引起颗 粒间的微观重排。
二次压缩
颗粒重排后，土体的过度应变导 致额外的沉降。
徐变
长期施加荷载导致土壤显著变形 和沉降。
固结沉降的预测和计算方法
1
排水剪胀法
根据排水剪胀试验数据，计算土壤的固
振动沉降法
2
结系数。
应用振动台试验，模拟实际施工情况，
预测沉降量。
3
数值模拟法
利用数值模拟软件，模拟土体固结和沉 降过程，精确预测。
《土力学固结沉降》PPT 课件
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什么是土力学固结沉降
土力学固结沉降是指土壤由于自身重力作用、水分排泄和荷载施加而引起的 沉降现象。它在土木工程中起着重要的作用，需要深入研究和理解。
土力学的基本原理
土力学研究土体内的力学性质和行为。它探讨土体的强度、变形和稳定性， 并提供基础工程设计和施工中的理论基础。
固结沉降的原因
自重压实
土壤自身重力导致颗粒重新 排列和沉降。
水分排泄
水分从土壤中排出，导致颗 粒间的接触紧密。
荷载施加
施加在土壤上的外部荷载引 起颗粒的压实和沉降。
主要固结沉降机制
土方回填细则中的固结与沉降控制要点解读
土方回填细则中的固结与沉降控制要点解读土方回填是土木工程中常见的一项工作，主要是指将原先挖掘或疏浚过程中产生的土方重新填回到填埋现场或者其他需要填土的位置。
土方回填的目的是为了稳定地基、提高承载能力以及满足土地开发和建设的需要。
在土方回填的过程中，固结与沉降控制是非常重要的要点，本文将对土方回填细则中的固结与沉降控制进行解读。
固结是指土壤在受力作用下，其体积减小的过程。
固结过程中主要发生三种形式的变形：弹性压缩、细颗粒塑性变形和水分排泄。
通过合理控制固结过程，可以保证回填后的土体具有稳定的力学性能和较小的沉降。
固结与沉降控制在土方回填中有以下要点：一、合理选择土方的回填方式和厚度不同的土方回填方式和厚度会对固结和沉降产生不同的影响。
在选择土方回填方式时，需要考虑土方的性质、原始挖掘深度以及回填后的设计要求等因素。
一般而言，采用分层回填的方式可以有效减小固结和沉降。
此外，合理选择回填的厚度也是重要的控制要点，过大或过小的回填厚度都会对固结和沉降产生不利影响。
二、控制土方回填的水分含量土方回填过程中的水分含量是固结和沉降控制的关键因素之一。
过高的水分含量会引起土壤颗粒之间的粘聚作用，导致较大的固结和沉降。
因此，在土方回填中需要严格控制水分含量，一般建议控制在土壤液限值以下。
通过合理控制水分含量，可以最大限度地减小土方回填后的固结和沉降。
三、加强固结后的土方处理土方回填后，需要进行一定的固结处理，以提高土方的力学性能和减小沉降。
常用的固结处理方法包括加固、加压和振动等。
加固可以通过在土方表面铺设加固层或进行加固填充等方式实现。
加压可以通过施加表面压载或者内部压载等方式实现。
振动可以通过振动加固板等设备进行。
这些固结处理方法能够有效地促进土方回填后的沉降和固结过程，提高土方的承载能力和稳定性。
四、监测和评估固结与沉降情况在土方回填过程中，对固结与沉降情况进行合理监测和评估是非常重要的。
通过定期监测土方回填区域的沉降、渗透和变形等情况，可以判断固结过程的效果以及采取进一步的处理措施。
固结沉降量和最终沉降量
固结沉降量和最终沉降量
固结沉降量和最终沉降量是指土壤在承受外荷载作用后发生的不可逆的变形和沉降。
1. 固结沉降量：固结沉降量是指土壤在初次加载后快速发生的沉降。
当土壤受到荷载作用时，土壤颗粒之间的间隙会逐渐减小，从而导致土壤体积缩小和沉降。
固结沉降量是土壤固结的一种瞬时变形，通常在施加荷载后的最初几天或几周内发生。
2. 最终沉降量：最终沉降量是指土壤在经历固结沉降后逐渐达到稳定状态的沉降。
当土壤经历固结沉降后，土壤颗粒会重新排列并接近最紧密的状态，土壤的沉降速度逐渐减缓，最终形成稳定的沉降。
最终沉降量通常需要几个月甚至几年的时间才能达到。
固结沉降量和最终沉降量的大小取决于土壤的特性、土层的厚度和承载力、施加的荷载大小和持续时间等因素。
在工程设计中，需要对土壤的固结沉降和最终沉降进行合理的预估和分析，以确保结构物的安全性和稳定性。
固结及次固结沉降
固结及次固结沉降
固结沉降是指土体在外力作用下，随着时间的推移，逐渐失去水分、逐渐排除空隙、逐渐增加土颗粒间的接触力而发生的体积减小现象。
固结沉降可以分为主固结和次固结两个过程。
主固结是指土体在加载过程中，由于土颗粒间的接触力增加，土体排除水分和空隙，经历体积减小的过程。
主固结是土体在施加载荷后直接发生的固结，是固结沉降的主要部分。
次固结是指土体在主固结之后，由于一些其他因素的作用，如水分重分布、渗流、改变荷载等，导致土体发生进一步的沉降过程。
次固结是主固结之后的进一步沉降，通常比主固结的沉降量小。
主固结和次固结是固结沉降中两个不可分割的过程，主固结一般在较短时间内发生，而次固结则需要较长时间才能发生。
在计算固结沉降时，通常将主固结和次固结分别考虑，以得到准确的沉降预测结果。
土壤固结沉降计算
土壤固结沉降计算土壤固结沉降是指由于土壤中水分的流动和排泄引起的土体体积变化所导致的地表下沉现象。
土壤固结沉降计算是土木工程中一个重要的计算工作，它对于建筑物的设计和施工具有重要的指导意义。
本文将介绍土壤固结沉降计算的基本原理和步骤。
一、土壤固结沉降原理土壤固结沉降是由于土壤中的水分流动引起的，其主要机理是孔隙水的排泄和土壤颗粒之间的变形。
当土壤中存在过多的水分时，孔隙水通过土壤颗粒之间的空隙流动，形成有效应力的传递，导致土壤颗粒之间的接触力增加，从而使土壤体的体积发生变化，进而引起地表下沉。
二、土壤固结沉降计算步骤1. 确定土壤的物理性质：首先需要对土壤进行采样和测试，确定其物理性质，包括颗粒组成、密度、比重、含水量等。
2. 确定土壤压缩指数：土壤的压缩指数是描述土壤固结特性的一个参数，它反映了土壤在孔隙水排泄时产生的体积变化。
可以通过实验室试验或现场试验来确定土壤的压缩指数。
3. 计算有效应力变化：有效应力是土壤颗粒之间的接触力，它与孔隙水的排泄和土壤体的变形密切相关。
通过施加相应的荷载或水头来模拟土壤中的应力变化情况。
4. 进行土壤固结计算：根据土壤的物理性质、压缩指数和应力变化等参数，采用相应的计算方法对土壤的固结沉降进行计算。
5. 验证计算结果：进行现场观测和监测，对计算结果进行验证，以确保计算的准确性和可靠性。
三、土壤固结沉降计算的应用土壤固结沉降计算在土木工程中有着广泛的应用。
它在建筑物的基础设计、地基加固和地下工程的施工过程中起着重要的指导作用。
通过准确计算土壤固结沉降，可以合理选择基础的类型和尺寸，预测地基沉降的情况，从而确保建筑物的安全和稳定。
四、总结土壤固结沉降计算是土木工程中不可或缺的一项工作，它对于建筑物的设计和施工具有重要的指导意义。
本文介绍了土壤固结沉降的基本原理和计算步骤，并强调了其在实际工程中的应用价值。
做好土壤固结沉降计算工作，对于保证土地利用的安全和可持续发展具有重要意义。
第四章 土的固结与沉降
t (Tv )
所以
St S Hmv p0
31
4.3 单向固结理论 太沙基单向固结理论
3、固结度U—在荷载作用下，经过一定时间t，饱和粘性土层完 成全部下沉量的百分数。
定义
2 n 1 2 Tv 2
S U t S
e0 e s H 0 (4-9),p95 1 e0
e e0 s (1 e0 ) H0
12
压缩前后截面不变
4.2 粘性土的固结特性及固结试验
四、固结试验（侧限压缩试验）
（二）绘制压缩曲线 1、e — p曲线 2、e — logp曲线 e 软粘土 密实砂土 e0 e0 10 100 1000 密实砂土 p(log) 软粘土
• 体积压缩系数mv定义为土体在单位应力作用下 单位体积的体积变化，其大小等于av /(1+e1)，其 中，e1为初始孔隙比。 • 变形模量E0表示土体在无侧限条件下应力与应 变之比，相当于理想弹性体的弹性模量，但是 由于土体不是理想弹性体，故称为变形模量。 E0的大小反映了土体抵抗弹塑性变形的能力。
初始条件和边界条件(图中的上半部） 初始条件： 边界条件: ut=0=p0 uz=H=0
u ( )z 0 0 z
28
4.3 单向固结理论 太沙基单向固结理论
二、固结微分方程的解 解得
(1) n u p0 e n 0 2n 1 4
2 n 1 2 Tv 2
二、固结现象的模拟
时间 t 0 : 0 u
时间 t :
u
时间 t : 0
透水面
超静水压力
主固结沉降 次固结沉降 瞬时沉降
主固结沉降次固结沉降瞬时沉降1.主固结沉降是由于土体在长期荷载作用下产生的沉降变形。
Primary consolidation settlement is the settlement deformation caused by long-term loading on the soil.2.次固结沉降是由于土体在剧烈荷载或多次荷载作用下产生的沉降变形。
Secondary consolidation settlement is the settlement deformation caused by severe or repeated loading on the soil.3.瞬时沉降是由于土体在短时间内突然受到荷载作用而产生的瞬时变形。
Instantaneous settlement is the instantaneous deformation caused by sudden loading on the soil over a short period of time.4.主固结沉降是土体的渗透变形与排水过程的结果。
Primary consolidation settlement is the result of the permeation deformation and drainage process of the soil.5.次固结沉降是在主固结沉降后发生的迟滞性变形。
Secondary consolidation settlement occurs as a delayed deformation after primary consolidation settlement.6.瞬时沉降会在荷载施加后立即产生，但通常只占总沉降的一小部分。
Instantaneous settlement occurs immediately after loading, but usually only accounts for a small portion of the total settlement.7.主固结沉降是最终的沉降变形，代表了土体承载能力的逐渐恢复。
固结、沉降、筑坝用土石料及填筑标准
某高速公路路基填筑工程
总结词
交通基础设施，高标准路基，长期稳定性
详细描述
某高速公路路基填筑工程是交通基础设施的重要组成部分，对路基的填筑标准和稳定性要求极高。该 工程采用了高质量的土石材料，经过合理的压实和排水设计，确保路基长期稳定，为高速公路的安全 运营提供了保障。同时，该工程还注重环境保护，减少施工对周边生态的影响。
固结、沉降、筑坝 用土石料及填筑标 准
目录
• 固结与沉降 • 筑坝用土石料 • 填筑标准 • 工程实例
01
CATALOGUE
固结与沉降
固结理论0102来自03固结理论概述
固结理论是研究土体在压 力作用下孔隙水排出、体 积减小、密度增加的过程 的理论。
固结过程
土体在有效应力作用下， 孔隙水逐渐排出，土颗粒 重新排列，土体逐渐密实 。
影响，为机场的长期运营提供了保障。
THANKS
感谢观看
性和排水性能。
填筑施工方法
1 2 3
分层填筑
填筑时应将填筑材料分层摊铺，每层厚度应符合 设计要求，一般为20~30cm。
压实
填筑材料摊铺后应进行压实，以增加填筑体的密 实度和承载能力。压实方法包括振动压实、夯实 等。
排水措施
在填筑体内部设置排水系统，以排除填筑体内的 水分，防止渗漏和变形。排水系统包括排水沟、 排水管等。
固结系数
描述土体固结速度的参数 ，与土的渗透性、压缩性 等因素有关。
沉降计算
沉降量计算
根据土体的应力状态、压 缩性等参数计算土体沉降 量。
沉降观测
通过沉降观测数据，分析 土体的沉降规律和趋势。
沉降控制
采取相应措施控制土体沉 降，以满足工程需求。
土的固结沉降
土的固结与沉降consolidation and settlement of soilt LJ de gLJJIe yu eher1Jlong 土的固结与沉降(consolidation and Sett- lement of 5011)固结是饱和土体在应力作用下，水从孔隙中排出，压缩变形量随时间而增长的全过程。
沉降是在应力作用下土体发生压缩或剪切变形而引起的垂直位移。
在饱和土固结过程中，开始作用的应力全部由孔隙水所承担，随着孔隙水的排出和体积的压缩，土中超孔隙水压力消散，粒间有效应力相应增长，直至超孔隙水压力全部转化为有效应力为止。
固结的快慢取决于土的渗透性和排水条件，透水性低、排水途径长则固结过程慢。
所有粗粒土和低饱和度的细粒土，在应力作用下的固结过程极快;而对饱和或接近饱和的细粒土则需考虑固结过程中其力学性质的相应变化。
土的固结 (l)主固结与次固结。
主固结是超孔隙压力消散和有效应力增长的过程。
在主固结结束后，在有效应力基本不变情况下，由于土骨架蠕变而引起的缓慢体积压缩过程称为次固结。
对软勃土、淤泥等土层，次固结引起的沉降量可占较大比重，不可忽视。
(2)先期固结压力和超固结比。
土体内某点在历史上曾经受过的最大垂直压力称为先期固结压力P。
，可以从压缩试验的产logP曲线上求得。
它和该点现有的有效垂直压力P。
之比称为超固结比伙了R。
‘x〕R一1为正常固结，表示土体在上覆土重压力下正好完全固结; ‘灭，R>1为超固结，表示土体在历史上曾承受过的最大压力超过现存的上覆土重压力洲〕(〕R<1为欠固结，表示土体在上覆土重压力下尚未完全固结。
这3种不同固结历史的土的固结和压缩特性有很大差别。
(3)固结理论。
用于进行土体在应力作用下孔隙水压力消散过程的计算。
常用的是K.太沙基(K.Te- rzaghi)的单向固结理论，它假设:土是均质、饱和的; 土骨架和水是不可压缩的;固结过程中土的渗透系数 k和压缩系数a之比为常数;渗流服从达西(H.P.G. Darcy)定律;载荷瞬时施加;只能沿垂直方向单向排水和发生压缩。
淤泥地层固结沉降与工程建设稳定性评估
淤泥地层固结沉降与工程建设稳定性评估引言：淤泥地层是指由含水量较高、含细粒颗粒沉积物构成的地层。
由于其特殊的物理和工程特性，对于工程建设的稳定性评估具有重要意义。
本文将探讨淤泥地层固结沉降机制，以及对工程建设稳定性评估的影响。
一、淤泥地层的固结沉降机制淤泥地层的固结沉降是指由于淤泥中水分的排出而引起的土体体积的减小和地面沉降。
淤泥中的土粒由于重力作用而相互堆积，形成颗粒结构。
而这种结构是非常松散的，其中含有大量的孔隙水。
当外界施加压力时，孔隙水会被逐渐排出，土体颗粒之间的距离相应缩小，从而导致土体整体的压缩和沉降。
二、淤泥地层固结沉降对工程建设的影响1. 地基沉降：淤泥地层的固结沉降往往伴随着地面的沉降现象。
对于工程建设来说，地基沉降将导致建筑物的下沉，给结构物的稳定性带来挑战。
特别是在高水位、季节性地下水位波动较大的地区，地基沉降对工程建设的影响更加显著。
2. 建筑物变形：淤泥地层的固结沉降不仅会引起地面的沉降，还会导致建筑物的变形。
由于沉降的不均匀性，建筑物可能出现倾斜、开裂等现象，严重影响建筑物的使用和安全。
3. 地下管线破坏：淤泥地层的固结沉降也会对地下管线造成破坏。
地下管线如排水管道、燃气管道等，受到沉降的影响会出现变形、断裂等情况，给供水、排水等基础设施的正常运行带来隐患。
三、工程建设稳定性评估为了保证工程建设的稳定性，评估淤泥地层的固结沉降与工程建设之间的关系至关重要。
以下是一些常用的评估方法：1. 试验方法：通过现场和室内的试验，包括固结试验、切变强度试验、渗透试验等，来研究淤泥地层的物理和力学特性，从而判断其固结沉降的风险程度。
2. 数值模拟方法：利用有限元法等数值模拟方法，建立淤泥地层的数学模型，模拟土体的固结沉降过程，预测工程建设后地面的沉降情况。
3. 地质勘测方法：通过地质勘测，了解淤泥地层的地质结构和地下水位的变化规律，为工程建设提供科学依据。
4. 经验法与案例分析：结合已有的工程实践案例和观测数据，总结出经验法评估淤泥地层固结沉降对工程建设的影响，并为工程设计提供建议。
由某厂房地面弯沉原因分析论软弱土层的固结沉降和处理
由某厂房地面弯沉原因分析论软弱土层的固结沉降和处理摘要：滨海新区地下水位高，要在淤泥层之上夯实填土，着实困难。
即便是使用压路机由于其影响深度有限，下层填土未必能够压实，其下淤泥层因含水率大，压路机几乎不可压缩它。
某厂房由于零层梁的上皮标高即为地面混凝土下皮标高，跨距9.7米见方的零层梁由持力层深达26米的桩基混凝土承台支承，短期内零层梁所产生的沉降几乎可以忽略不计，但零层梁框架内新填土未经地基处理或仅做表层、浅层处理，混凝土地面即行建造施工，加载后地面下大面积软弱土层固结沉降同混凝土桩基承台上稳定的零层梁产生对比，地面沉降的灾害后果逐渐显露出来。
基于此，该地面若在设计初期改成由桩基承台支承的零层钢筋混凝土有梁结构板，则一劳永逸，可避免发生地面沉降灾害。
关键词：地面弯沉、零层梁、软土、固结沉降Key words:ground bending, zero-layer beam, soft soil, consolidation and settlement正文：1、地面弯沉厂房概况天津某电子有限公司厂房位于泰达开发区第Χ大街和Χ路交汇处。
建筑基底面积6679平方米，建筑面积26843平方米，为四层钢筋混凝土框架结构，建筑顶层结构标高20.4米，局部出屋面结构顶板标高23.9米，设计建筑物最终沉降量不大于150毫米。
本工程设计标高+-0.000相当于大沽高程4.45米，桩顶设计标高为-1.65米，相当于大沽高程2.8米。
工程采用预应力空心管桩桩基（图1），桩型规格PHCA 400 80 13+13，桩长26米，地基持力层选定在试桩报告中编号为第六层粉质粘土层，桩端进入持力层深度不小于1米，估算单桩竖向极限承载力标准值1250KN。
图1 桩位和承台平面图零层结构设计有零层框架梁和柱，跨距9.7米，但未做零层板设计（图2）。
图2 零层结构平面图图3 零层结构框架梁柱局部详图大样车间地面建筑设计做法：（1）素土夯实，（2）500毫米厚3：7灰土垫层，（3） 100毫米厚C20钢筋混凝土地板内配直径8毫米圆钢间距200毫米双层双向布置。
土的压缩、固结与沉降
22
e
1.0
a e 压缩系数 '
a1-2常用于比 较土的压缩
性大小
0.9
0.8 e '
0.7
土的类别 高压缩性土
a1-2 (MPa-1) >0.5
0.6 0 100 200 300 400
'(kPa )
中压缩性土 低压缩性土
0.1-0.5 <0.1
斜率a
=
tgβ
=
－ Δe Δp
较复杂应 力状态？
最终 沉降量 一维压缩
简化条件
修正 复杂条件下的计算公式
沉降 速率 一维固结 多维固结
主线、重点：
一维问题！
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§4.2 土的压缩性 土体在压力作用下体积减小的特性称为土的压缩性
土压缩性的组成
固体土颗粒被压缩 土中水及封闭气体被压缩 水和气体从孔隙中被挤出
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§4.2 土的压缩性
0 100 200 300 400
es
'(kPa ) e0
ei e0 (1 e0 )Si / H0
e1 e2 s1 s2
t
s3 e3
t 20
试样初始高度H0= 2cm 试验前试样饱和度Sr=
试样干重度γd=
土粒相对密度ds=2.70
试样初始孔隙比e0=
各级加荷历时
各级荷载下测微表读数(mm)
Vv＝e0 Vs＝1
hi
hi/(1+e)
V’v＝ei Vs＝1
受荷后土样的高度变
化:设初始高度h0,受 压后的高度hi,则 hi=h0-si, si为每级荷 载作用下的变形量
土样体积在受 压前后不变
固结、沉降、筑坝用土石料及填筑标准
根据工程需要，选择合适的土石 料，如粘土、砂土、砾石等，并 确保其质量符合相关规范和标准
。
在选择填筑材料时，应考虑其来 源、运输和加工等方面的因素， 以确保工程的可行性和经济性。
填筑施工方法
根据工程特点和填筑要求，选 择合适的施工方法，如分层填 筑、斜坡填筑、竖向填筑等。
确定合理的施工工艺流程，包 括填筑前的准备工作、填筑材 料的运输、摊铺、压实和检测 等环节。
固结类型
主固结
土体中的孔隙水逐渐排出，孔隙 体积减小，是土体固结的主要方 式。
次固结
在主固结完成后，土体中的颗粒 重新排列，形成次生结构，导致 土体进一步压缩。
固结影响因素
01
02
03
土的种类
不同种类的土具有不同的 固结特性。
排水条件
排水条件影响孔隙水压力 消散的速度，进而影响固 结过程。
应力历史
固结、沉降、筑坝 用土石料及填筑标 准
目录
• 固结与沉降 • 筑坝用土石料 • 填筑标准 • 工程实例
01
CATALOGUE
固结与沉降
固结定义
01
固结：土体在压力作用下，孔隙 水逐渐排出，孔隙体积减小，土 体逐渐固结。
02
固结过程是土体从松散变为密实 的过程，对土体的强度和变形特 性有重要影响。
CATALOGUE
工程实例
某水库大坝填筑
总结词
质量要求高
详细描述
该水库大坝填筑工程对土石料的质量要求非常高，需要满足防渗、抗压等重要指标，同时对填筑的密实度和均匀 性也有严格的标准。
某水电站大坝填筑工程规模庞大，需要大量的土石料进行填筑，同时 对填筑施工的进度和安全管理也有很高的要求。
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u
带孔活塞 圆筒 水——孔隙水 弹簧——土骨架
7
பைடு நூலகம்
4.2 粘性土的固结特性及固结试验
二、固结现象的模拟
时间 t 0 : 0 u
时间 t :
u
时间 t : 0
透水面
超静水压力
p0
h
u
w
H
静水压力
u
wz
wH
z p0
Vv=e2 Vs=1
H V e1 e2 (注： ) H1 V 1 e1
z
z
z
Es
1 e1 e1 e2 p2 p1
1 e1 (kPa) av
z
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4.2 粘性土的固结特性及固结试验
4、其它压缩性指标: • 除了压缩系数、压缩指数和压缩模量Es之外， 还常用到体积压缩系数mv和变形模量E0等。
孔 隙 压 力 孔隙气压力（不研究）
静水压力 （静止孔隙水压力） 孔隙水压力 u 超静水压力 （超静止孔隙水压力）
饱和土
u
饱和土
6
4.2 粘性土的固结特性及固结试验
二、固结现象的模拟
时间 t 0 : 0 u
时间 t :
u
(0<t<∞)
时间 t : 0
四、固结试验
（四）土的回弹曲线和再压缩曲线
e e0 残余变形 弹性变形 压缩曲线 卸荷回弹曲线
e
e e0 压缩曲线 再压缩曲线 回弹曲线 pi p p1 p(log)
再加荷曲线
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4.2 粘性土的固结特性及固结试验 四、固结试验
（五）正常固结、超固结、前期固结压力
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4.2 粘性土的固结特性及固结试验
•由广义虎克定律可得， 变形模量与压缩模量之间的关系（后面讲述）：
2 E0 (1 ) Es 1
2
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4.2 粘性土的固结特性及固结试验 单向压缩量公式：
无侧向变形条件下的土层压缩量计算公式为
根据av，mv和Es的定义，上式又可表示为
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4.2 粘性土的固结特性及固结试验
14
4.2 粘性土的固结特性及固结试验 四、固结试验
（三）压缩系数av、压缩指数Cc 、压缩模量Es 3、压缩模量（无侧向膨胀变形模量）Es_ p s
H H0
z Es z
p2 p1 H H1
p2 p1 e1 e2 1 e1
p1
Vv0=e1 Vs=1
H
p2
H1 H 2
• 体积压缩系数mv定义为土体在单位应力作用下 单位体积的体积变化，其大小等于av /(1+e1)，其 中，e1为初始孔隙比。 • 变形模量E0表示土体在无侧限条件下应力与应 变之比，相当于理想弹性体的弹性模量，但是 由于土体不是理想弹性体，故称为变形模量。 E0的大小反映了土体抵抗弹塑性变形的能力。
M1
e1
av
M2 p2 p
e2
10 100
1000 p(log)
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4.2 粘性土的固结特性及固结试验
• 压缩系数av是表征土压缩性的重要指标之一。 • 在工程中，习惯上采用100kPa和200kPa范围的压缩系数 av1～2来衡量土的压缩性高低。 • 我国的《建筑地基基础设计规范》按av1～2的大小，划 分地基土的压缩性。 • 当av1～2 ＜0.1MPa-1时 • 当0.1MPa -1 ≤ av1～2 ＜0.5MPa -1时 • 当av1～2 ≥0.5MPa -1时 属低压缩性土 属中压缩性土 属高压缩性土
4.1 概述
1、固结
各方向承受压力的土，随着孔隙水的排出产生的压缩现象。
1
4.1 概述
1、固结
2
4.1 概述
1、固结
载荷试验（三维）
一维固结（大面积堆载）
3 二维、三维固结（局部荷载）
4.1 概述
2、有效应力
sat w
: 土的有效重度
sat : 土的饱和重度
不可压缩层 不透水层
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z
4.2 粘性土的固结特性及固结试验
三、固结压力—沉降—时间特性
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4.2 粘性土的固结特性及固结试验
四、固结试验（侧限压缩试验）
（一）侧限压缩试验 1 试验方法 2 求孔隙比e
p
s
H H0
p
s
H0 H
10
4.2 粘性土的固结特性及固结试验
四、固结试验（侧限压缩试验）
2 求孔隙比e Gs (1 w) w e 1 p=0时，0
Cc e1 e2 e e 1 2 log p2 log p1 log p2 p1
e e e av tan 1 2 p p2 p1
斜率av e e1 e2 p p2 p1
e e0
p1
斜率 Cc
p2 Cc 1
e1 e2 log p2 log p1
VV0=e0 Vs=1
p
s
H0 H VV=e Vs=1
（一）侧限压缩试验
推导: 设Vs=1
VV 0 e0 Vs
s e e0 (1 e0 ) p=p时， H0 压缩前后Vs不变 VV e VV VV 0
Vs
V VV 0 VV e0 e
z s V e0 e H0 V 1 e0
e0 e s H 0 (4-9),p95 1 e0
e e0 s (1 e0 ) H0
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压缩前后截面不变
4.2 粘性土的固结特性及固结试验
四、固结试验（侧限压缩试验）
（二）绘制压缩曲线 1、e — p曲线 2、e — logp曲线 e 软粘土 密实砂土 e0 e0 10 100 1000 密实砂土 p(log)
w : 水的重度
地下水位
水压力
有效自重应力
4
4.2 粘性土的固结特性及固结试验
一、总应力、有效应力和孔隙水压力
总应力 有效应力
土中某单位面积（包括土颗粒与孔隙）上的平均压 应力。 通过土颗粒传递的压应力。 通过孔隙传递的水压应力。
孔隙水压力u
饱和土
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4.2 粘性土的固结特性及固结试验
一、总应力、有效应力和孔隙水压力
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e
e0 e0
软粘土
p
4.2 粘性土的固结特性及固结试验 四、固结试验
（三）压缩系数av、压缩指数Cc 、压缩模量Es
1、压缩系数av
压缩系数：e — p曲线上 任意点切线的斜率。
de av dp
e e0 e1 e2 p1
2、压缩指数Cc
压缩指数：e —log p曲线 后段直线段的斜率。