土的压缩性.

d szi p0 zi
(d)确定计算深度zn
① ② ③ ④
自重应力 一般土层：σz=0.2 σsz； 软粘土层：σz=0.1 σsz； 一般房屋基础：Zn=B(2.5-0.4lnB)； 基岩或不可压缩土层。
Hi
附加应力
(e)地基分层Hi
①不同土层界面； ②地下水位线； ③每层厚度不宜0.4B或4m； ④z 变化明显的土层，适当取小。
(2)引入一个沉降计算经验系数ψs 则修正后的地基沉降量为：
S 修＝ s S
沉降经验修正系数
•软粘土（应力集中）S偏小, Ψs>1 •硬粘土（应力扩散）S偏大, Ψs<1
1.计算原理
设地基土层均质、压缩模量不随深度变化，则：
s' dz
0 z 0
z
z
z
0
1 dz Es Es
σz=p
S
最终沉降量S∞： t∞时地基最终沉降稳定以后的 最大沉降量，不考虑沉降过程。
一、地基最终沉降量分层总和法 1、基本假定和基本原理
（a）假设基底压力为线性分布
（b）附加应力用弹性理论计算
（c）只发生单向沉降：侧限应力状态 （d）只计算固结沉降，不计瞬时沉降和次固结沉降
（e）将地基分成若干层，认为整个地基的最终沉降 量为各层沉降量之和： S S
左部：1709年；右部：1622年；地基：20多米厚的粘土
由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触
基坑开挖，引起阳台裂缝
修建新建筑物：引起原有建筑物开裂
比萨斜塔地基的不均匀沉降
§4.1 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
固体土颗粒被压缩
土压缩性的组成
土中水及封闭气体被压缩
水和气体从孔隙中被挤出
一、侧限压缩试验
施加荷载，静置至变形稳定 逐级加大荷载 试验结果：
P
p1
测定： 轴向应力 轴向变形 百分表 传压板
p2
水槽
S
e0
e
t
e1 e2
s2
s3
e3
环刀
内环 透水石
s1
t
试样
e - σ′曲线
压缩曲线的绘制方式
e - lgσ′曲线
e
1.0 0.9 0.8
e
'
z 0
dz
0 z z 0
z
令 : A z dz kp0 dz p0 kdz p0 z p0 z 所以：s' Es
A—应力面积
A3456 A1234 A1256

:深度Z范围内 竖向平均附加 应力系数
A1234 i p0 zi
s'
沉降计算深度
(f)计算每层沉降量Si (g) 各层沉降量叠加Si
二、《建筑地基基础设计规范》方法
在总结大量实践经验的基础上，对分层总和法的计算结果， 作必要的修正。《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）提 出的一种计算方法——简称“规范法”。 《规范》法的实质：
(1)引入平均附加应力系数的概念
n pi zi si hi hi i 1 i 1 Esi i 1 Esi n n
3、计算步骤： (a)计算原地基中自重应力分布 (b)基底附加压力p0 p0 = p - d (c)确定地基中附加应力z分布
σz是由基底附加应力 p-γd 引起的
地面
p d
基底
0 100
e a '
0.7
0.6
200 300 400
'(kPa )
e - σ′曲线
1
e
0.9
0.8 0.7 0.6
Cc
1 Ce
e Cc (lg ')
100
1000
'(kPa , lg)
e - lgσ′曲线
二、压缩性指标
1、压缩系数：
压缩曲线上任一点的切线斜率 a的值，称为土的压缩系数。
'(kPa )
中压缩性土
低压缩性土
0.1-0.5
<0.1
2、压缩指数Cc：
1
e-σ′曲线缺点： 不能反映土的应力历史 特点：有一段较长的直线段 指标：
e
0.9
Cc
0.8
0.7 0.6
1 Ce
e Cc (lg ')
压缩指数
Leabharlann Baidu
100
1000
'(kPa , lg)
3、压缩模量Es：
土在完全侧限条件下竖向应力与相应的应变增量的比值。
' Es z
e z 1 e0
1 e0 Es a
侧限压缩模量单位：Kpa ,Mpa
e a '
三、土的回弹曲线 与再压缩曲线
土的回弹曲线与再压缩曲线
§4.2 地基最终沉降量的计算
p
t
S
可压缩层 不可压缩层

i
理论上不够完备，缺乏统一理论； 单向压缩分层总和法是一个半经验性方法。
2、计算公式：
各分层沉降量：
e1i e2i ai ( p2i p1i ) pi Si i H i Hi Hi Hi 1 e1i 1 e1i Esi
最终沉降量：
s s1 s2 s3 sn
A1234 i p0 z i
A1256 i1 p0 zi1 i 1

i 1
n
A1234 A1256 Esi

土的压缩性与地基沉降计算
第一节 土的压缩特性
第二节 地基最终沉降量的计算
第三节 单向固结理论 第四节 固结沉降随时间变化的预测 第五节 与固结相关的施工方法
主要内容:
荷载作用下土体的压缩性; 土的压缩试验（固结试验）; 地基最终沉降量的计算; 土的变形与时间关系(一维固结理论)。
重点：
土的压缩性和压缩性指标的确定; 计算基础沉降的分层总和法和规范法; 了解固结原理和固结随时间变化的概念.
概述
土具有压缩性 荷载作用
荷载大小
地基发生沉降 土的压缩特性 地基厚度
一致沉降 （沉降量）
差异沉降 （沉降差）
土的特点 （碎散、三相） 建筑物上部结构产生附加应力
沉降具有时间效应－沉降速率
影响结构物的安全和正常使用
工程实例
墨西哥某宫殿
问题： 沉降2.2米， 且左右两部分 存在明显的沉 降差。左侧建 筑物于1969年 加固。
a1-2常用作 比较土的压 缩性大小
e
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0
de ，KPa-1或MPa-1 a dp
实际工程中，往往用割线斜率表示： a tg
e
'
100 200 300 400
e e1 e2 p p2 p1
土的类别 高压缩性土
a1-2 (MPa-1) 0.5