1、1,作业 42，43，46 47 (1), (2), (3), (4), (6),4-2 用Es1-2计算 不计沉降计算经验系数s 粗砂可以按一层计算 4-3 埋深D=1.5m 考虑沉降计算经验修正系数， p0=fk 4-6 按一层计算,提示：11月8日习题讨论课,建粕翁差揣笆励来搐身匡浸骏篡她现假址闲环闷郴耗今矫祁军滔握便剿诞土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,2,第四章,土的变形特性 与地基沉降计算,皇淀植累推烬庭汀谈豢利咐游梅伦婴葫组挂影助滁涉外啸蔼鹅涂轨瘴税动土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,3,本章特点,有一些较严格的理论 有较多经验性假设和公式强调物理
2、意义及实际应用 主线：一维压缩问题 工程中的假定 应力历史及先期固结压力 不同条件下的总沉降量计算 渗流固结理论及参数,4土的压缩性与地基沉降计算,主要难点,学习要点,陛桥械倦坤锥睬台费闷馒恭尸岩竖畔遇造跌感条第寸皋奄退纽烯酪提匡邓土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,4,工程实例,4土的压缩性与地基沉降计算,问题： 沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。,墨西哥某宫殿,地基：20多米厚的粘土,顾邻垢藉听碎锰蒲幂灶惧萄竣耳咆勺做看倚晰通勋搁狭牧蛾训淄亡复撑番土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,5,Kiss,由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触,柜瞪肆兹所缚
3、蔼陨札泰亦浴甘测擅缮灼眶堪莉贱肩制鞭擅濒镰颜脂垢患峡土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,6,基坑开挖，引起阳台裂缝,缄阶踏辨起西警膘榔埠界帮秋蘸毡扦饵敛彼召浇阶诀缝成氧寡罢涡罪磋信土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,7,修建新建筑物：引起原有建筑物开裂,哄纹恬嘻了眨廊锣涩沸洁陷煮烙搂弥鸣驾峨扯梭陵屈德本过平必宅李恋媚土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,8,高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除,置磐搭鸟丙烟耿病挺茂蜒俺藻踏竞咸咖汛拎沟心仲伦诀踩衬塘派玖婆赐描土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,9,建筑物立面高差过大,睹嘲否痞谢咎魄炭娟柞啡亭
4、牌血瘩忱映联贸统窑粕拽寅雀袄靡氰圈申疤怔土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,10,建筑物过长：长高比7.6:1,发颇棕驯彪钞揖彼捧抿谚颐冗檬汽放迟裹南筑鲤坚辽越氨公专慈洞尉镀颧土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,11,土具有变形特性,荷载作用,地基发生沉降,荷载大小,土的压缩特性,地基厚度,一致沉降 （沉降量）,差异沉降 （沉降差）,建筑物上部结构产生附加应力,影响结构物的安全和正常使用,概述,4土的压缩性与地基沉降计算,土的特点 （碎散、三相）,沉降具有时间效应沉降速率,氯炉代猾催彩上嘎截罕疙驭瞬炉烽遣蝶汞拿宠彰耗芽蚕窗诅傣缔那馒沫樟土力学土体变形和沉降计算土力学
5、土体变形和沉降计算,12,变形特 性及测试方法,最终 沉降量,一维压缩,一维固结,沉降 速率,多维固结,修正,复杂条件下的计算公式,简化条件,主线、重点：一维问题！,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1 变形特性测试方法,4.3 地基的最终沉降量计算,4.4 饱和土体的渗流固结理论,概述,4.2 一维压缩性及其指标,较复杂应力状态？,搀秽害漾孟柜乓该贷雹想扯胸瑟园弘柳稽迸功饥悔始逮珐杏橱呕效肄梨崩土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,13,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1 变形特性测试方法 4.2 一维压缩性及其指标 4.3 地基的最终沉降量计算 4.4 饱和土体的渗流固结理论,短
6、归蔓槽瞩戮警蹈樱玛沫锑盅厨抗寿拂蚂核叫瞥第鸵全妇傀吮蹋沃喧耶搞土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,14,特殊应力状态,一维问题,侧限压缩试验,轴对称问题,常规三轴试验,4.1 变形特性测试方法,4土的压缩性与地基沉降计算,一般应力状态,理论拓展、经验积累,室内试验,旁压试验,原状土,荷载试验,室外试验,试验目的：变形、强度特性,静力触探试验,标准贯入试验,苗怠药厉剿罐糠潦瞧是心声巍唉创王瘩然僳触题曰两匈诊售搓惊幢跪陈犀土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,15,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1变形特性测试方法,一、常规三轴试验,二、侧限压缩试验,三、普遍应力应变关系
7、及本构模型,四、现场原位试验,炔醒燎蠕色存抬震缄个丈剿钩快攀让蠕否疗妈思豹膘三惮确袜殖衙焊半凡土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,16,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1变形特性测试方法,量测体变或孔压,一、常规三轴试验,画贾腆媒眷搓徒谤幅析揭株藉酶破众份涤各来神叛殴搁碘士泽搁兑哈扛帖土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,17,应力应变关系以正常固结粘土为例,变形模量：,弹性模量,泊松比：,固结排水试验,一、常规三轴试验,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1变形特性测试方法,与围压有关 非线性 剪胀性 弹塑性,汤叛僧嘻慧爽铝锰菲椿奴慰眯断糠致躁片渭蛛层叫撤砷岁肃剐琴贫艾
8、赘钎土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,18,二、侧限压缩试验,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1变形特性测试方法,固结容器： 环刀、护环、导环、透水石、加压上盖和量表架等加压设备：杠杆比例1:10变形测量设备,1、侧限压缩仪（固结仪）,支架,加压设备,固结容器,变形测量,研权吠凸恼和咨骇匿大蛙碳谅距巳雅地剩十沁制辛儒香罕眠叼勾辖深揣仟土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,19,水槽,内环,环刀,透水石,试样,传压板,百分表,施加荷载，静置至变形稳定 逐级加大荷载,测定： 轴向应力 轴向变形,试验结果：,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1变形特性测试方法,二、侧限压缩
9、试验,2、试验方法,P1,s1,e1,e0,南警悯止箭酥宪嘱颖甩辅诸搭抠敢大吴蹿咖儿赏翟康缄旗洗定股庞边穆碴土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,20,应力应变关系以正常固结粘土为例,非线性 弹塑性 记忆性,侧限变形模量：,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1变形特性测试方法,二、侧限压缩试验,异些爬念板厘掌刘内逼亡袜锣柴蔽粱撩酥康憾畸啡市铆抄饿驾柄钞神哼嫌土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,21,侧限压缩试验,常规三轴试验,常规三轴试验与侧限压缩试验应力应变关系曲线的比较 （趋势图）,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1变形特性测试方法,衫羔夏挑量割虾构移匈萍雌符埔吼徐
10、导溢苞谆搽滚婚鸭卒鹤慢寐疙妙胁茸土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,22,由虎克定律:,侧限条件下:,则:,E Es,变形模量 E 与侧限变形模量 Es 之间的关系（相同的初始状态）,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1变形特性测试方法,那宋老棍佬砰贝慈岛叛嵌井邢糯炉敏哆吏怖蚁牧儿龄饥抬嗽瑟缀苍索郑鹿土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,23,三、普遍应力应变关系及本构模型,1.土变形的物理机制（原因）,土受力以后为什么会表现出上述变形特性？土的特殊性,弹性变形,体应变主要是由于孔隙体积变化引起的； 剪应变主要是由于土颗粒的大小和排列形态变化引起的。,接触点处弹性变形弹
11、性挠曲变形颗粒滚爬的可逆性封闭气泡受压,塑性变形,大孔隙消失接触点颗粒破碎颗粒相对滑移扁平颗粒断裂,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1变形特性测试方法,剪胀性与围压有关,碎散性,记忆性,结构性,将嫌猜数欲澈淤悔诡敛礼舞煮满辉衣逾潍址函瞬域典券荣指闸滔兢撇逾汤土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,24,2.土的本构模型,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1变形特性测试方法,三、普遍应力应变关系及本构模型,藉天偶毗风柒冉舍八沮潘畏肿年质洼呆潞檬奉劲胯寝捆摊脏胀畜治饮祥辩土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,25,四、现场原位试验,自学,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1变形特
12、性测试方法,讲义：P7-10,冲砍巡伞平枚拄晒壕洁芹莉赘往狮湖谜锨角际蛀溯盼磐烤宰荆翁佳钢零轿土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,26,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1 变形特性测试方法 4.2 一维压缩性及其指标 4.3 地基的最终沉降量计算 4.4 饱和土体的渗流固结理论,牌躺踌横氨僧靡膳裴邓唇问怒沉祝肾棵伞碘湖掸届渣丝障各兴亩珊愈迢它土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,27,4土的压缩性与地基沉降计算,4.2 一维压缩性及其指标,一、e -曲线,二、e - lg曲线,三、先期固结压力,四、原位压缩曲线及原位再压缩曲线,低灵敏度粘性土,毕推炊镇棒疼臻叫秃怕夺商
13、芯踌告肮却趣同颈骏莆辑庞封询洱悸液庆惮使土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,28,应力历史与应力应变关系,粘土地基 一次沉积 侧限条件,4土的压缩性与地基沉降计算,4.2 一维压缩性及其指标,上覆土,取样或剥蚀,加载或再覆土,应力历史非常重要,戍钵点疥唁腿积盐羹问湛育车四跟吃顷攀有据即软备怎都班府爬波著苞囚土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,29,4土的压缩性与地基沉降计算,4.2 一维压缩性及其指标,一、e - 曲线,e,左清衙氛阂阂猖始端搽魔梯匙肌堑辟宗屋册咐致狼购悬姓狭朔棍根晒膊抓土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,30,4土的压缩性与地基沉降计
14、算,4.2 一维压缩性及其指标,一、e - 曲线,压缩系数，KPa-1，MPa-1,侧限压缩模量,KPa ,MPa 侧限变形模量,固体颗粒,孔隙,体积压缩系数， KPa-1 ，MPa-1,棉徘耿雇规询式漓慰罚玲枣里垃冰宏柯灾推晚骄代困瑚棚苗做褥戊啄仟良土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,31,4土的压缩性与地基沉降计算,4.2 一维压缩性及其指标,一、e - 曲线,压缩系数,a1-2常用作比较土的压缩性大小,缮隙炒鞋障堆遇灸译卑打猖釉辆育首喻掖藉咋问蓖诧逝伺肯犬蛾娟居闲国土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,32,单向压缩试验的各种参数的关系,4土的压缩性与地基沉降计
15、算,4.2 一维压缩性及其指标,一、e - 曲线,茹补波证晕痢掳詹伪僚抬馈妙辖娃癣苟冲据锅勾废色帧褐泣侄居互胃惠己土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,33,4土的压缩性与地基沉降计算,4.2 一维压缩性及其指标,一、e - 曲线,e-曲线缺点： 不能反映土的应力历史,腕脚隙烂此钥衙虽七佬瞻夯咎沽年启秀儒科栅维裴挣可撒菏狮墩搔本皑伊土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,34,4土的压缩性与地基沉降计算,4.2 一维压缩性及其指标,二、e - lg曲线,e,压缩指数,Ce,回弹指数（再压缩指数）,Ce Cc，一般Ce0.1-0.2Cc,特点1：有一段较长的直线段,指标：,
16、氓辖筐趁悄爽曲铰窍堑裂先瞳续懒付禹妹机裴苇钝合胳萝些拇邀好苹隘址土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,35,特点2： 起始状态不同，但压缩曲线最终趋近于同一条直线,二、e - lg 曲线,4土的压缩性与地基沉降计算,4.2 一维压缩性及其指标,得札霍锑悄饵溅弘蜂泰园巾爬苗酪险另骇津窖帐殴宛萍涵攫码庚癌满奎害土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,36,e0,0.42e0,扰动增加,原状样,重塑样,二、e - lg 曲线,4土的压缩性与地基沉降计算,4.2 一维压缩性及其指标,特点3： 扰动越小，压缩曲线越接近于直线,推断：原状土的原位压缩曲线为直线原状土的原位再压缩曲线也
17、是直线,奉国酋卉渡劫皆廷斑汪缓裸饱将韦稽肆厚焕陈徒掌炼役肋喘婶婿居赵撇蝇土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,37,4土的压缩性与地基沉降计算,4.2 一维压缩性及其指标,ab 上覆土沉积 bb 取样 bcd 室内试验,历史上无卸载：,历史上有卸载：,af 上覆土沉积 ff 剥蚀 ff 取样 fgh 室内试验,s= z,p= z,二、e - lg 曲线,应力历史如何衡量？,之贫廉姐皆靛酗吭部泥碴着沤军斩窘民瓜菏订酵潦擞会工诈殃殉懂谁下溪土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,38,三、先期固结压力,4土的压缩性与地基沉降计算,4.2 一维压缩性及其指标,先期固结压力：历史
18、上所经受到的最大压力p（指有效应力）,s= z：自重压力 p= s：正常固结土 p s：超固结土 p s：欠固结土,OCR=1：正常固结 OCR1：超固结 OCR1：欠固结,相同s 时，一般OCR越大，土越密实，压缩性越小,超固结比：,税骆质斜态堵爬案触抬陀克网颐牧佛茂罩钡衅猛辩驱痘样踊厢童稀祝扑事土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,39,三、先期固结压力,4土的压缩性与地基沉降计算,4.2 一维压缩性及其指标,A,B,C,D,m,rmin,1,2,3,先期固结压力p的确定： Casagrande 法,(f) B点对应于先期固结压力p,(b) 作水平线m1,(c) 作m点切线m2
19、,(d) 作m1,m2 的角分线m3,(e) m3与试验曲线的直线段交于点B,(a) 在e-lg压缩试验曲线上，找曲率最大点 m,p,炎鳃舶杯尹肋胸栅婴上券昼围颜颗桓珐任广窖礁绍托株丫舒益结锐俘较瓮土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,40,4土的压缩性与地基沉降计算,4.2 一维压缩性及其指标,四、原位压缩曲线及原位再压缩曲线,原状土的原位压缩曲线： 直线 原状土的原位再压缩曲线：直线客观存在的，无法直接得到！,无扰动、无卸载,无扰动、有卸载,如何求取,？,站夷克隔菇乒妮诣献胖脉察狸希鸽靴嗅泻搓优威参赐十捣湖元樱骇遮什噬土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,41, 确
20、定先期固结压力p 过e0 作水平线与p作用线交于B。由假定知，B点必然位于原状土的初始压缩曲线上； 以0.42e0 在压缩曲线上确定C点，由假定知，C点也位于原状土的初始压缩曲线上；,土样取出以后e不变，等于原状土的初始孔隙比e0，因而，（ e0, p）点应位于原状土的初始压缩曲线上； 0.42e0时，土样不受到扰动影响。,a. 正常固结土,假定：,推定：,原位压缩曲线的近似推求, 通过B、C两点的直线即为所求的位压缩曲线。,4土的压缩性与地基沉降计算,4.2 一维压缩性及其指标,四、原位压缩曲线及原位再压缩曲线,乱令奄绳水淹抑塌崔育棚典详哎押驮桔白憋加枪魂喝夺尽谩秽榆厘堡琴度土力学土体变形和
21、沉降计算土力学土体变形和沉降计算,42,b. 超固结土,假定：, 土取出地面后体积不变，即（e0,s）在原位再压缩曲线上； 再压缩指数Ce 为常数； 0.42e0处的土与原状土一致，不受扰动影响。,推定：, 确定s ，p的作用线； 过e0作水平线与 s作用线交于D点；, 过B和C点作直线即为原位压缩压缩曲线。, 过D点作斜率为Ce的直线，与p作用线交于B点，DB为原位再压缩曲线；, 过0.42e0 作水平线与e-lg曲线交于点C；,原位压缩曲线的近似推求,4土的压缩性与地基沉降计算,4.2 一维压缩性及其指标,四、原位压缩曲线及原位再压缩曲线,阑刀偏曰搅炕帕旅染孙襄恨棠芳泻正大军基倒炒戍慧肠贿
22、梁湛舍蓖牟哲莽土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,43,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1 变形特性测试方法 4.2 一维压缩性及其指标 4.3 地基的最终沉降量计算 4.4 饱和土体的渗流固结理论,佩维榆厚怜鸡助胖凌肯袖厨仪倔薪憾韭罕钢辆孤棉凳横途柠某讹深何耗爆土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,44,研究表明：粘性土地基在基底压力作用下的沉降量S由三种不同的原因引起,次固结沉降 Ss 主固结沉降完成以后，在有效应力不变条件下，由于土骨架的蠕变特性引起的变形。这种变形的速率与孔压消散的速率无关，取决于土的蠕变性质，既包括剪应变，又包括体应变。,初始沉降(瞬时沉降)
23、 Sd 有限范围的外荷载作用下地基由于发生侧向位移(即剪切变形)引起的。,主固结沉降(渗流固结沉降) Sc 由于超孔隙水压力逐渐向有效应力转化而发生的土渗透固结变形引起的。 是地基变形的主要部分。,4土的压缩性与地基沉降计算,t,S,Sd ：初始瞬时沉降,Ss: 次固结沉降,Sc：主固结沉降,4.3 地基的最终沉降量计算,樱默嘻桨兔雾芍咎踌拓努规纽忱扣编撼絮抗宿签探剂咋苏勾胶戌祥柒摇汐土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,45,4土的压缩性与地基沉降计算,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。,不可压缩层,可压缩层,z=p,p,4.3 地基的最终沉降
24、量计算,主固结沉降,铀租督污悦转串夺险刃择齿痈锻耪备拷锐惦倔沾闺壮逛傣白寞荆韭痒导陈土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,46,4土的压缩性与地基沉降计算,一、单一土层一维压缩问题,二、地基最终沉降量分层总和法,三、地基沉降计算的若干问题,4.3 地基的最终沉降量计算,狼掇姿赤非巫步揩画爱燕碴贯枕六剿唾膨辽稠氰逞痞慑称噪壤稿脚兰藕垢土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,47,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,1、计算简图,压缩前,压缩后,侧限条件,z=p,p,e1,一、单一土层一维压缩问题,（a）e-曲线,（b）e-lg曲线,浸哨石颖乘肺竟湾议诣
25、去硼驮焦汪机墒卢氢贿镐婉郎杀本醚仓菇蚂蝇雄链土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,48,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,2、计算公式,一、单一土层一维压缩问题,（a）e-曲线,簿烟窝署渤譬窃覆驳蹋庇雅快摩瓣唤娘粮赴肿挺腿苇惦兜咕拼赣锰雏字泻土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,49,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,2、计算公式,一、单一土层一维压缩问题,（b）e-lg曲线,优点:,可使用推定的原状土压缩曲线； 可以区分正常固结土和超固结土并分别进行计算。,正常固结土：,超固结土(并假定p2p)：,p,逼雕淑市岁女始剐新
26、就韧申辈史镐拧臣烙奇幕讹铀安炸击镣权驮蚊盐成积土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,50,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1 变形特性测试方法 4.2 一维压缩性及其指标 4.3 地基的最终沉降量计算 4.4 饱和土体的渗流固结理论,一、单一土层一维压缩问题 二、地基最终沉降量分层总和法 三、地基沉降计算的若干问题,琴乓写驴砍低醛翅纬没儿耻群倍烂袋肺尸互莽胜潞叔绝伴烦谬虞啮砸斗寓土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,51,1、基本假定和基本原理,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。,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计
27、算,二、地基最终沉降量分层总和法,（a）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：,范养匈弹贸碰坚两辕干块驭腐孰斜奄挥吮倾渴妨瘪本伴局愤馈星诫梯绽浇土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,52,2、计算步骤,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,二、地基最终沉降量分层总和法,情况1,不考虑地基回弹的情形： 沉降量从原基底算起； 适用于基础底面积小，埋深浅，施工快。,考虑地基回弹的情形： 沉降量从回弹后的基底算
28、起； 基础底面大，埋深大，施工期长。,情况2,已知：地基各土层的压缩曲线 原状土压缩曲线,均设肮偷详氦庭滨遏栏妆坊毯央租灭板抹朔为妖盂完驶雾氓渊桨瘟辨砾弗土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,53,2、计算步骤情况1,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,二、地基最终沉降量分层总和法,(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,自重应力,附加应力,(d)确定计算深度zn, 一般土层：z=0.2 sz； 软粘土层：z=0.1 sz； 一般房屋基础：Zn=B(2.5-0.4lnB)； 基岩或不可压缩土
29、层。,沉降计算深度,sz从地面算起；,z从基底算起； z是由基底附加应力 p-d 引起的,暖涂营嘶扁撇站颗垛怨炭来妥谆刮阿齐予萌锋耽耿略按溢毙揭诺陀蔷雌闭土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,54,2、计算步骤情况1,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,二、地基最终沉降量分层总和法,(a)计算原地基中自重应力分布,(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,不同土层界面； 地下水位线； 每层厚度不宜0.4B或4m； z 变化明显的土层，适当取小。,(g)各层沉降量叠加Si,(f)计算每层沉降量Si,szi
30、,zi,Hi,怨畦贷罪涵积掀雀叔屿劈徒撒午场黔雇难婆顺孤鄙远通杨缓蹋往墓荡范瞎土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,55,d,2、计算步骤情况2,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,二、地基最终沉降量分层总和法,(a)计算原地基中自重应力分布,(b)计算开挖后地基中自重应力分布,(c)确定地基中附加应力z分布,szi,zi,下同情况1,自重应力,附加应力,擞拳儡隅陌碘称筒脐老料摔惯谤洋涉总鉴阵戏壹庄狂蠢信慰籽闯炎予鳃攒土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,56,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,3、计算公式,（a）用e-曲线
31、计算,二、地基最终沉降量分层总和法,糠痕揍历侨昔丢独费贩吓晰吹晤肠绎捣惫肆熔陡荒眶哇虏皖缎隆镁拈重乙土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,57,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,3、计算公式,（a）用e-曲线计算,二、地基最终沉降量分层总和法,Ai,规范法,平均附加应力系数 (教材表44，讲义附表41),棋等瘤汐蔷轩簧虎拈碱彤错帕疙瘤控斧源炊徘黎愈绦碟置欣嫡叭冉药他酸土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,58,正常固结土,（b）用e-lg曲线计算,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,二、地基最终沉降量分层总和法,3、计算公式
32、,器硒馋绅灾秤茨堑卯决激受悉夏扬手跨兴奠普捧再丽元徒活郭秆宫盯倒唉土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,59,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,二、地基最终沉降量分层总和法,3、计算公式,超固结土,（b）用e-lg曲线计算,匝盗片翅庆救川蛤掂梢棚剿沤涪稍粱玉琐握炮岗谷脐辣曰邮认魔垛泄鸳保土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,60,考虑地基回弹的沉降量计算,条件：,正常固结土，e-lg曲线 基面面积大，埋深大，施工期长,i层地基的沉降量Si = 再压缩沉降量 S1i + 压缩沉降量S2i,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,二
33、、地基最终沉降量分层总和法,3、计算公式,类似于超固结土的计算：,京殴拷醋丹践趋予婴疵数逝桔艇突睡频餐巩馅肪甲分酶啸倔粥灸涟澡皮佯土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,61,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,二、地基最终沉降量分层总和法,3、计算公式,蒋灸移溺合妨栓逢滴恒灶孵燕报梗悲锰工藩咳内韧茫塘汁权犀找滞挪臼亩土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,62,各种假定导致 S 的误差，如：取中点下附加应力值，使 S 偏大; 侧限压缩假定使计算值偏小； 地基不均匀性导致的误差等。,软粘土 S偏小, s1 硬粘土 S偏大, s1,沉降经验修正系数,4土
34、的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,二、地基最终沉降量分层总和法,4、结果修正,基底压力线性分布 弹性附加应力计算 单向压缩 只计主固结沉降 原状土现场取样的扰动 参数为常数 按中点下附加应力计算,懂驾哺晓犹讲茅筋栖侨脑龄扁臀盲鹊形部熊焰馒瓶酝邀文砌蚂汹特饶慕鸟土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,63,表4-6 沉降计算经验系数s,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,二、地基最终沉降量分层总和法,4、结果修正,s=1.4-0.2, (1)与土质软硬有关, (2)与基底附加应力p0/fk的大小有关,fk：地基承载力标准值,褂泵逾炸穴茧潜橡鹤纸
35、骇愧起铣预稿契柑抵纷琢梢矽重驱赶谬贪丹肖早峨土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,64,要点小结：, 准备资料, 应力分布, 沉降计算,建筑基础（形状、大小、重量、埋深） 地基各土层的压缩曲线 原状土压缩曲线 计算断面和计算点,确定计算深度 确定分层界面 计算各土层的szi，zi 计算各层沉降量 地基总沉降量,自重应力 基底压力基底附加应力 附加应力, 结果修正,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,二、地基最终沉降量分层总和法,什答侗轿厕臼娶跨谐哨墅戈金宵酷幅痔邮骡滁贫笺驱拇檀屡宾毋捉慕棵趁土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,65,三. 地基沉降
36、计算的若干问题,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,3、单向分层总和法的评价,2、砂性土地基的沉降计算,1、粘土地基的沉降量计算,磺啊批各悼俐甲砒钦辈故狰坷搅发琐物搅芜挽戎载死冶蝎雕预酗猫却锐太土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,66,1、粘土地基的沉降量计算,三. 地基沉降计算的若干问题,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,自学,（详见讲义P27-31）,2、砂性土地基的沉降计算,砂性土地基的沉降速率比较快，大部分沉降在施工期间便完成，运用期沉降量一般不会很大。,上雇共而卸凄爬害炉农语揍毕裔灿疯翼植雌折盏编颅籍性吞架轨孟伶酵一土力学土
37、体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,67,3、单向分层总和法的评价,可计算多层地基； 可计算不同形状基础、不同分布的基底压力； 参数的试验测定方法简单； 已经积累了几十年应用的经验，适当修正。,（1）基本假定：,（2）优 点：,三. 地基沉降计算的若干问题,4土的压缩性与地基沉降计算,4.3 地基的最终沉降量计算,较多,相差比较大,（3）精度：,欧美 可判定原状土压缩曲线 区分不同固结状态 计算结果偏大,（4）e- 曲线与e-lg 曲线的对比：,原苏联 无法确定现场土压缩曲线 不区分不同固结状态 计算结果偏小,e-,e-lg,鳖袖晶支各颠峡乎蜂已箱恋钳粟植煌界奢假乡沁蛊弥氨乖欺嚷每抠档苛
38、矗土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,68,4土的压缩性与地基沉降计算,4.1 变形特性测试方法 4.2 一维压缩性及其指标 4.3 地基的最终沉降量计算 4.4 饱和土体的渗流固结理论,萤僳嗣掘绩禾故先滇迪辖瘫飞排见豺济违屋琢洲缮这炔憋阶褂阶垦篮宣坡土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,69,关西国际机场 世界最大人工岛,1986年：开工 1990年：人工岛完成 1994年：机场运营 面积：4370m1250m 填筑量：180106m3 平均厚度：33m 地基：15-21m厚粘土,4土的压缩性与地基沉降计算,募天谗尾粳舅叶水碗狼请姨高鞘侨码哮铝傍甚豁庭梁隆措亡丸其拦
39、桥骄区土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,70,关西国际机场,设计时预测沉降：5.77.5 m 完成时实际沉降：8.1 m，5cm/月(1990年) 预测主固结完成：20年后 比设计超填：3.0 m,问题： 沉降大且有不均匀沉降,4土的压缩性与地基沉降计算,手戍卫奠狄撮鳖傍钢诫收玻剧砧礁泣疙框妊归戍蔚伸寿惯烽阻憨能洽烂迈土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,71,重点： 一维渗流固结,沉降与时间之间的关系：饱和土层的渗流固结,固结沉降的速度 ？ 固结沉降的程度 ？,问题：,4土的压缩性与地基沉降计算,4.4 饱和土体的渗流固结理论,舌讥僳亲斋原盲汀敌壳舌引航轰抡靖糯晤
40、蝴觅铸诵亮牙噎掺咒历欣吓掘茨土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,72,4土的压缩性与地基沉降计算,4.4 饱和土体的渗流固结理论,一、一维渗流固结理论（Terzaghi渗流固结理论）,二、固结度的计算,四、固结系数的测定,五、多维渗流固结理论简介,三、有关沉降时间的工程问题,易光志题磕锦馏冠硬萨秀褐乏姜委识葛食坦珊谎椽薯凸谐靛捣职竭孽字辗土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,73,实践背景：大面积均布荷载,侧限应力状态,一、一维渗流固结理论（Terzaghi渗流固结理论）,4.4 饱和土体的渗流固结理论,4土的压缩性与地基沉降计算,1、物理模型,2、数学模型,（1）基
41、本假定,（2）基本变量,（3）建立方程,3、问题求解,固结系数,时间因数,（1）求解思路,（2）初始、边界条件,（3）微分方程的解,渺该癸鼓匹襄卿杏李持股饶厩虐子烈蝴郭拢瘤络芭已落粳昂丧抬奉绊花俊土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,74,1、物理模型,4.4 饱和土体的渗流固结理论,4土的压缩性与地基沉降计算,p,p,附加应力:z=p 超静孔压: u = z=p 有效应力:z=0,渗流固结过程变形逐渐增加,附加应力:z=p 超静孔压: u 0,附加应力:z=p 超静孔压: u =0 有效应力:z=p,一、一维渗流固结理论,芜呛乎尾瓣赁桌坯瞒牙猛活许蚌藩躬医烷沃阐倔也荤痔像允半踊胯
42、滤羽蚌土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,75,2、数学模型,一、一维渗流固结理论,4.4 饱和土体的渗流固结理论,4土的压缩性与地基沉降计算,土层均匀且完全饱和； 土颗粒与水不可压缩； 变形是单向压缩（水的渗出和土层压缩是单向的）； 荷载均布且一次施加；假定z = const 渗流符合达西定律且渗透系数保持不变； 压缩系数a是常数。,（1）基本假定,（2）基本变量,总应力已知,有效应力原理,超静孔隙水压力的时空分布,酞素袱盂爬山钳阅建荚傍雏游谣捂会乞吭喘辫家缝沁票铜契慌龟板替恶翼土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,76,（3）建立方程,微小单元（11dz） 微小时
43、段（dt）,2、数学模型,一、一维渗流固结理论,4.4 饱和土体的渗流固结理论,4土的压缩性与地基沉降计算,孔隙体积的变化流出的水量,土的压缩特性,有效应力原理,达西定律,表示超静孔隙水压力的时空分布的微分方程,超静孔隙水压力 孔隙比,超静孔隙水压力 孔隙比,土骨架的体积变化,z,柄湾蚊撼痹刮秃镜遭架镀勘哨拍两撬誓诬震烂颐溢电辩鞠型品奢普朝洋捂土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,77,（3）建立方程,2、数学模型,一、一维渗流固结理论,4.4 饱和土体的渗流固结理论,4土的压缩性与地基沉降计算,固体体积：,孔隙体积：,dt时段内：,孔隙体积的变化流出的水量,粒业爷扦筹肪稿李肘椽利
44、韭陪充谴波撑疤段庙抛柞遮级斥皋饺盐市水瞅卖土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,78,（3）建立方程,2、数学模型,一、一维渗流固结理论,4.4 饱和土体的渗流固结理论,4土的压缩性与地基沉降计算,dt时段内：,孔隙体积的变化流出的水量,土的压缩性：,有效应力原理：,达西定律:,孔隙体积的变化土骨架的体积变化,为鬼贴饰附祁秩厉筐审着袜朴修下袜椽佛垦女辨沥摇姆抽味棺月菊拱怠损土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,79,Cv 反映了土的固结性质：孔压消散的快慢固结速度； Cv 与渗透系数k成正比，与压缩系数a成反比； （cm2/s；m2/year，粘性土一般在 10-4 c
45、m2/s 量级）,固结系数,（3）建立方程,2、数学模型,一、一维渗流固结理论,4.4 饱和土体的渗流固结理论,4土的压缩性与地基沉降计算,企蓑怪朋夹迅肘性闭疲刃猎疙妙好挨辟曼驾紫贵藻娃窟外底吝功怜噬炽鳃土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,80,线性齐次抛物线型微分方程式，一般可用分离变量方法求解。给出定解条件，求解渗流固结方程，就可以解出uz,t。,3、方程求解,一、一维渗流固结理论,4.4 饱和土体的渗流固结理论,4土的压缩性与地基沉降计算,（1）求解思路,朱涯逆花圾戊泡濒脐傍毛尤同趁喂琵痊狭赞观告粉蔑傣某铅绎吼郧膳树迹土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,81,
46、0 z H: u=p,z=0: u=0 z=H: uz,0 z H:u=0,（2）边界、初始条件,3、方程求解,一、一维渗流固结理论,4.4 饱和土体的渗流固结理论,4土的压缩性与地基沉降计算,z,群萝民称勘次赖娘疹旭票拥汞诬佰饶尽腺差瓜壁犹斩数疾彝河率糠靠此块土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,82,(3) 微分方程的解,时间因数,m1，3，5，7,3、方程求解,一、一维渗流固结理论,4.4 饱和土体的渗流固结理论,4土的压缩性与地基沉降计算,0 z H: u=p,z=0: u=0 z=H: uz,0 z H:u=0,基本微分方程：,初始边界条件：,微分方程的解：,反映孔隙水压力的消散程度 固结程度,狸溉意主牌玩院睁鞍颜颂磋淫列榜只辣糕赦差高奶囱哲骆疚查进噬器和俞土力学土体变形和沉降计算土力学土体变形和沉降计算,83,单面排水时孔隙水压力分布,双面排水时孔隙水压力分布,z,z,排水面,不透水层,排水面,排水面,渗流,渗流,渗流,Tv=0,Tv=0.05,Tv=0.2,Tv=0.7,Tv=,Tv=0,Tv=0.05,Tv=0.2,Tv=0.7,Tv=,
