项目地基变形计算
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9
3.1.2土的压缩性指标
1.压缩系数a和压缩指数 Cc
e
M1
e1 e2
△e
M2
△lgp
压缩指数Cc
Cc
Δe e1e2 Δlgplg2plg1p
lgp1 lgp2 lgp
Cc与a不同，它不随压力的变化而变化。通常认为：
Cc＜0.2
为低压缩性土；
0.2 ≤Cc≤0.4 为中压缩性土；
Cc ＞0.4
S Si
项目地基变形计算 15
【例3-1】
1m 1m 1m 1m 1m 1m 1m 1.5m
试以分层总和法计 算图示柱下方形单 独基础的最终沉降 量。分别从粉质黏 土层和黏土层中取 土样做室内压缩试 验，其e-p曲线资 料见表。基底压力 p为155kPa，方形 基础底边长为4m。
粉土γ＝18kN／m3
三联固结仪
项目地基变形计算 5
3.1.1 土的压缩性试验和压缩曲线
1．压缩试验
注意：土样在 竖直压力作用 下，由于环刀 和刚性护环的 限制，只产生 竖向压缩，不 产生侧向变形。
项目地基变形计算 6
3.1.1 土的压缩性试验和压缩曲线
1．压缩试验
h0 h h0 s 1e0 1e 1e
ee0
s h0
(1e0)
只要测定土样在各级压力 P 作用下的稳定压缩量 S，就可算
出相应的孔隙比e。
项目地基变形计算 7
3.1.1 土的压缩性试验和压缩曲线
2．土的压缩曲线
压缩曲线有两种绘制方式
土的压缩曲线
a）e-p曲线 b）e-lgp曲线 项目地基变形计算 8
3.1.2 土的压缩性指标
1.压缩系数a和压缩指数 Cc
低压缩性土
项目地基变形计算 11
3.1.2 土的压缩性指标
3．土的变形模量E0
土的变形模量E0是土体在无侧限条件下的应力与应变的比 值，可以由室内侧限压缩试验得到的压缩模量求得，也可 通过静载荷试验确定。
E0 (1122 )Es
地基土的泊松比
项目地基变形计算 12
3.1.3基础最终沉降量计算
地基变形的主要外因是建筑物荷载在地基中产生的附加应 力，在附加应力作用下土层的孔隙体积发生压缩减小，引 起基础沉降。常用的计算基础最终沉降的方法有分层总和 法及《地基规范》推荐方法。
项目地基变形计算 13
3.1.3基础最终沉降量计算
分层总和法计算步骤
(1)计算基底压力及基底附加压力
(2)按分层厚度将基底下土层分成若干
薄层
(3)计算基底中心点下各分层界面处自
重应力和附加应力
(4)确定地基压缩层深度
(5)计算压缩层深度内各分层的自重应
力平均值和平均附加应力。
(6)从e-p曲线上查得与p1i、p2i相对应的
hi≤0.4b土层分界面；地下水位； 一般从地面算起
从基ຫໍສະໝຸດ Baidu底面算起
σz≤0.2 σc
c
c(i1) ci
2
z
z(i1) zi
2
c e1i c z e2i 查e—p曲线
Si
e1i e2i 1e1i
hi
或 Sii(1 p 2ie 1ip1i)hi(p2iE sp i1i)hiE s ziihi
土的压缩性指标可通过室内试验或原位试验来测定。试验 时力求试验条件与土的天然状态及其在外荷载作用下的实 际应力条件相适应。
项目地基变形计算 4
3.1.1 土的压缩性试验和压缩曲线
1．压缩试验
在一般工程中，常用 不允许土样产生侧向 变形的室内压缩试验 (又称侧限压缩试验或 固结压缩试验)来测定 土的压缩性指标，其 试验虽未能完全符合 土的实际工作情况， 但操作简便，试验时 间短，故有实用价值。
1. 分层总和法
（1）假定地基土压缩时不发生侧向变形，即采用侧限条件 下的压缩指标。通常取基底中心点下的附加应力进行计算。 （2）将地基变形计算深度范围的土划分为若干个分层，按 侧限条件分别计算各分层的压缩量，其总和即为基础最终 沉降量。 （3）分层原则：①土层分界面；②地下水位线；③每层土 厚小于基础宽度的0.4倍。
项目地基变形计算 1
项目3 地基变形计算
项目地基变形计算
2
项目任务
任务3.1 地基最终沉降量计算 任务3.2 建筑物沉降观测
项目地基变形计算 3
任务3.1 地基最终沉降量计算
土的压缩性——土在压力作用下体积缩小的特性。
压缩量 的组成
固体颗粒的压缩 土中水的压缩 空气的排出 水的排出
注：在一般压力作用下， 土粒和水的压缩量与土的 总压缩量相比是很微小的， 可以忽略不计。因此，可 以认为，土的压缩就是土 中孔隙体积的减小。
粉质黏土γ=19kN/ m3
▽
黏土γsat＝20kN／m3
项目地基变形计算 16
【例3-1】
【解析】
（1）计算基底压力和基底附加压力
（2）分层，取分层厚度为1m
pFAG15k5Pa
p0pd12k8Pa
（3）计算各分层层面处土的自重应力
请同学们思考：
1.在弹性半空间体内任意一点M(x,y,z)处的应力状态有 几个应力分量？
2.地基中的附加应力是指什么？有何意义？ 3.矩形荷载角点下的附加应力系数与什么有关？ 4.均布矩形荷载任意点下的附加应力如何计算？ 5.均布条形荷载下竖向附加应力系数与何因素有关？ 6.在同一水平面上地基附加应力有何变化？ 7.在纵向上地基附加应力有何变化？
孔隙比e1i和e2i 。 (7)计算各分层土在侧限条件下的压缩
量△Si。 (8)计算基础的最终沉降量s(mm)
地基最终沉降的分层总和法
项目地基变形计算 14
3.1.3 基础最终沉降量计算
⑴地基分层 地
基 ⑵自重应力 最
⑶附加应力 终
⑷压缩层厚度 沉 降
⑸应力平均值 量
⑹计算e
计
算
⑺计算压缩量 步
⑻最终沉降量 骤
为高压缩性土
项目地基变形计算 10
3.1.2 土的压缩性指标
2.压缩模量 Es
土在完全侧限条件下的竖向附加应力σz与相应的竖向应变 εz的比值
Es z /z
Es=(1+e1)/a
用压缩模量 来表示土的 压缩性高低
Es<4 Mpa
高压缩性土
4 MPa≤Es≤15 Mpa 中等压缩性土
Es>15MPa
e
M1
e1△e
e2
△p
M2
压缩系数a
ata nee1e2 p p2p1
p1 p2
p
《地基规范》用p1＝100kPa、 p2＝200kPa对应的压缩系数 a1-2评价土的压缩性:
a1-2＜0.1MPa-1
0.1MPa-1≤a1-2＜0.5MPa-1
a1-2≥0.5MPa-1
项目地基变形计算
低压缩性土 中压缩 高压缩性土
3.1.2土的压缩性指标
1.压缩系数a和压缩指数 Cc
e
M1
e1 e2
△e
M2
△lgp
压缩指数Cc
Cc
Δe e1e2 Δlgplg2plg1p
lgp1 lgp2 lgp
Cc与a不同，它不随压力的变化而变化。通常认为：
Cc＜0.2
为低压缩性土；
0.2 ≤Cc≤0.4 为中压缩性土；
Cc ＞0.4
S Si
项目地基变形计算 15
【例3-1】
1m 1m 1m 1m 1m 1m 1m 1.5m
试以分层总和法计 算图示柱下方形单 独基础的最终沉降 量。分别从粉质黏 土层和黏土层中取 土样做室内压缩试 验，其e-p曲线资 料见表。基底压力 p为155kPa，方形 基础底边长为4m。
粉土γ＝18kN／m3
三联固结仪
项目地基变形计算 5
3.1.1 土的压缩性试验和压缩曲线
1．压缩试验
注意：土样在 竖直压力作用 下，由于环刀 和刚性护环的 限制，只产生 竖向压缩，不 产生侧向变形。
项目地基变形计算 6
3.1.1 土的压缩性试验和压缩曲线
1．压缩试验
h0 h h0 s 1e0 1e 1e
ee0
s h0
(1e0)
只要测定土样在各级压力 P 作用下的稳定压缩量 S，就可算
出相应的孔隙比e。
项目地基变形计算 7
3.1.1 土的压缩性试验和压缩曲线
2．土的压缩曲线
压缩曲线有两种绘制方式
土的压缩曲线
a）e-p曲线 b）e-lgp曲线 项目地基变形计算 8
3.1.2 土的压缩性指标
1.压缩系数a和压缩指数 Cc
低压缩性土
项目地基变形计算 11
3.1.2 土的压缩性指标
3．土的变形模量E0
土的变形模量E0是土体在无侧限条件下的应力与应变的比 值，可以由室内侧限压缩试验得到的压缩模量求得，也可 通过静载荷试验确定。
E0 (1122 )Es
地基土的泊松比
项目地基变形计算 12
3.1.3基础最终沉降量计算
地基变形的主要外因是建筑物荷载在地基中产生的附加应 力，在附加应力作用下土层的孔隙体积发生压缩减小，引 起基础沉降。常用的计算基础最终沉降的方法有分层总和 法及《地基规范》推荐方法。
项目地基变形计算 13
3.1.3基础最终沉降量计算
分层总和法计算步骤
(1)计算基底压力及基底附加压力
(2)按分层厚度将基底下土层分成若干
薄层
(3)计算基底中心点下各分层界面处自
重应力和附加应力
(4)确定地基压缩层深度
(5)计算压缩层深度内各分层的自重应
力平均值和平均附加应力。
(6)从e-p曲线上查得与p1i、p2i相对应的
hi≤0.4b土层分界面；地下水位； 一般从地面算起
从基ຫໍສະໝຸດ Baidu底面算起
σz≤0.2 σc
c
c(i1) ci
2
z
z(i1) zi
2
c e1i c z e2i 查e—p曲线
Si
e1i e2i 1e1i
hi
或 Sii(1 p 2ie 1ip1i)hi(p2iE sp i1i)hiE s ziihi
土的压缩性指标可通过室内试验或原位试验来测定。试验 时力求试验条件与土的天然状态及其在外荷载作用下的实 际应力条件相适应。
项目地基变形计算 4
3.1.1 土的压缩性试验和压缩曲线
1．压缩试验
在一般工程中，常用 不允许土样产生侧向 变形的室内压缩试验 (又称侧限压缩试验或 固结压缩试验)来测定 土的压缩性指标，其 试验虽未能完全符合 土的实际工作情况， 但操作简便，试验时 间短，故有实用价值。
1. 分层总和法
（1）假定地基土压缩时不发生侧向变形，即采用侧限条件 下的压缩指标。通常取基底中心点下的附加应力进行计算。 （2）将地基变形计算深度范围的土划分为若干个分层，按 侧限条件分别计算各分层的压缩量，其总和即为基础最终 沉降量。 （3）分层原则：①土层分界面；②地下水位线；③每层土 厚小于基础宽度的0.4倍。
项目地基变形计算 1
项目3 地基变形计算
项目地基变形计算
2
项目任务
任务3.1 地基最终沉降量计算 任务3.2 建筑物沉降观测
项目地基变形计算 3
任务3.1 地基最终沉降量计算
土的压缩性——土在压力作用下体积缩小的特性。
压缩量 的组成
固体颗粒的压缩 土中水的压缩 空气的排出 水的排出
注：在一般压力作用下， 土粒和水的压缩量与土的 总压缩量相比是很微小的， 可以忽略不计。因此，可 以认为，土的压缩就是土 中孔隙体积的减小。
粉质黏土γ=19kN/ m3
▽
黏土γsat＝20kN／m3
项目地基变形计算 16
【例3-1】
【解析】
（1）计算基底压力和基底附加压力
（2）分层，取分层厚度为1m
pFAG15k5Pa
p0pd12k8Pa
（3）计算各分层层面处土的自重应力
请同学们思考：
1.在弹性半空间体内任意一点M(x,y,z)处的应力状态有 几个应力分量？
2.地基中的附加应力是指什么？有何意义？ 3.矩形荷载角点下的附加应力系数与什么有关？ 4.均布矩形荷载任意点下的附加应力如何计算？ 5.均布条形荷载下竖向附加应力系数与何因素有关？ 6.在同一水平面上地基附加应力有何变化？ 7.在纵向上地基附加应力有何变化？
孔隙比e1i和e2i 。 (7)计算各分层土在侧限条件下的压缩
量△Si。 (8)计算基础的最终沉降量s(mm)
地基最终沉降的分层总和法
项目地基变形计算 14
3.1.3 基础最终沉降量计算
⑴地基分层 地
基 ⑵自重应力 最
⑶附加应力 终
⑷压缩层厚度 沉 降
⑸应力平均值 量
⑹计算e
计
算
⑺计算压缩量 步
⑻最终沉降量 骤
为高压缩性土
项目地基变形计算 10
3.1.2 土的压缩性指标
2.压缩模量 Es
土在完全侧限条件下的竖向附加应力σz与相应的竖向应变 εz的比值
Es z /z
Es=(1+e1)/a
用压缩模量 来表示土的 压缩性高低
Es<4 Mpa
高压缩性土
4 MPa≤Es≤15 Mpa 中等压缩性土
Es>15MPa
e
M1
e1△e
e2
△p
M2
压缩系数a
ata nee1e2 p p2p1
p1 p2
p
《地基规范》用p1＝100kPa、 p2＝200kPa对应的压缩系数 a1-2评价土的压缩性:
a1-2＜0.1MPa-1
0.1MPa-1≤a1-2＜0.5MPa-1
a1-2≥0.5MPa-1
项目地基变形计算
低压缩性土 中压缩 高压缩性土