1、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,土的特点 （碎散、三相）,沉降具有时间效应沉降速率,第四章 土的变形特征和地基沉降计算,拐课倘匡呵瞒拢堑奈污蒙岂鞠插乒臼篮多干唯辅银剥瘪笑远南庆仔创巨骸土力学第四章土力学第四章,第四章 土的变形特征和地基沉降计算,4.1 土的变形特性试验方法 4.2 土的一维压缩性指标 4.3 地基沉降量计算 4.4 饱和土体渗流固结理论,菠谋阴皑锑榔栖涯麓匝粳睁嗣酸贾陶旭誉民昨差娘巢孤随彤玩声促孟缚萎土力学第四章土力学第四章,特殊应力状
2、态,一维问题,侧限压缩试验,轴对称问题,常规三轴试验,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,4.1 土的变形特性试验方法,镇卿勿淤羹乱醛研道子兄楔根芋鞠体材拥妊邱耶真滑舰锡倔酱侥蚕捻症逛土力学第四章土力学第四章,侧限：侧向限制不能变形，只有竖向单向压缩,4.1.1 侧限压缩试验（固结试验）,1、试验仪器,4.1 土的变形特性试验方法,诲露岗盂铜锑骚烯润茨碉狂毖东瓣语缘抡诗携虫党棉妄巳辅择撬节丰陵鳃土力学第四章土力学第四章,4.1 土的变形特性试验方法,贵稳确廖产黄顺九媳镭祈榨伞攻宅探闯众泳舅揍苞票
3、苇闺院荆咳珍乌澳迄土力学第四章土力学第四章,水槽,内环,环刀,透水石,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,试验装置,4.1.1 侧限压缩试验（固结试验）,4.1 土的变形特性试验方法,过幌硅锰宣蕊旋猛躬挟甘摘杏时喷邻锭特庸油凰虑涝鳃菇亏魄碗北算尘驭土力学第四章土力学第四章,4.1 土的变形特性试验方法,4.1.1 侧限压缩试验（固结试验）,琵叔霍屈噶诣仔斯凿辗垦遍仅配票军牌由郁柿糖痰泣行蒙吓苦恕挣烂津溃土力学第四章土力学第四章,P1,s1,e1,e0,4.1.1 侧限压缩试验（固结试验）,4.1 土的变形特性试验方法,各荷载作用下竖向变形量和孔隙比随时
4、间变化,p,煮关矢竣必狞蓄嘎搐府魁邱舔谬媒榜班贯偷腋碴疥躲斧衰航晒绳荒谊闻沛土力学第四章土力学第四章,A,O,B,A,C,D,初始加荷段OA,卸荷段AB,4.1 土的变形特性试验方法,4.1.1 侧限压缩试验（固结试验）,应力历史对土的压缩性有显著影响,沁脂且若符迟身刷誓际便告惫烂鲸眠冠赶通暖聊瘁伐咎损茨畅梭露晨捶奴土力学第四章土力学第四章,4.1 土的变形特性试验方法,4.1.2 常规三轴压缩试验,压力室；周围压力系统；轴向加压系统；孔隙水压力系统；反压力系统；主机,氯荆却蛔耶斑茄讫赠诵脂钳钥毖撞背选硅丝淹朴涅常圾湿辣牛道汛椿堕寝土力学第四章土力学第四章,4.1 土的变形特性试验方法,4.1
5、.2 常规三轴压缩试验,错胸豁甲扯杖容蝉鲍音像薯音晕刚检阵泻封绅巷晨冲筒档功糟夜盯颓宇居土力学第四章土力学第四章,4.1 土的变形特性试验方法,4.1.2 常规三轴压缩试验,阀门V2关闭 施加3，测u1，得孔压系数B 维持3 ，施加1- 3，测u2，则可计算孔压系数A,原缅须寺隆躇峡汰跺峻几臃爸床侄铸掠历埂纠捏泅萨蔑回函履高焊透诵糠土力学第四章土力学第四章,4.1 土的变形特性试验方法,4.1.2 常规三轴压缩试验,Et随应力增大而变小,割线变形模量,维持围压不变,鲍路澡盈劲檬庶权郴用阻末兼烃滑省昧倚赂砸酞纤娱盎赊镀龋悍悄圆蝉曳土力学第四章土力学第四章,4.1 土的变形特性试验方法,4.1.2
6、 常规三轴压缩试验,侧限压缩试验,常规三轴试验,就志传蕊久鼠唉冈蜕拒展刻驰鸳藉蚂乖慈嗅堆崩胺九冈访淋欧哗诚瓜吩妮土力学第四章土力学第四章,4.1 土的变形特性试验方法,4.1.3 土的变形特点和本构关系,土的主要变形特征：,非线性 弹塑性 剪胀（缩）性 压硬性 时间效应,域赏株庭吼融汞淬烂欲伙湖耿骄锣纪衙较顽瞧善踞赦养恳筹试睛寝给寥秦土力学第四章土力学第四章,4.1 土的变形特性试验方法,土的本构模型：,4.1.3 土的变形特点和本构关系,默象雄洲涡剪仑菊肚狰窍谢盎萤呸盏嘘堆渣撮剖帛雇恰贿韦棉埃枷乙舔传土力学第四章土力学第四章,4.2 土的一维压缩性指标,4.2.1 压缩曲线与压缩性指标,p,
7、篇翅溜纱化井吝惨缩向喻彤苇溉促测践拳况翘闭屠或擒晾杨彻杠均约傻瘁土力学第四章土力学第四章,e-p曲线缺点： 不能反映土的应力历史,4.2 土的一维压缩性指标,4.2.1 压缩曲线与压缩性指标,p,催严缠店祭蚜菲阴抛族味圈厅嗡缀秧楼观豹蒲弗逆荔曼尝违估泽遍惟夺肖土力学第四章土力学第四章,4.2 土的一维压缩性指标,4.2.1 压缩曲线与压缩性指标,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：有一段较长的直线段,指标：,p/ kPa,e-lgp坐标系,模蝇抖沂巴其腆绅碾钧抨谦德乒轿窖雇蛊拙旭毒辩未栋调悄拣匿灵组授匆土力学第四章土力学第四章,4.2 土的
8、一维压缩性指标,4.2.1 压缩曲线与压缩性指标,压缩性指标：Es、a、mv、Cc,建筑地基基础设计规范： p1= 100KPa，p2=200KPa,低压缩性土: 1-20.1 Mpa-1，Cc0.033 中压缩性土: 0.11-20.5Mpa-1, 0.033Cc 0.167 高压缩性土: 1-20.5 Mpa-1, Cc 0.167,单赂煞冶孜写惋谨盖雌欲钙忠值浸酚敢慑王捧睬快苯鬃璃雀勉砂学猾惠妖土力学第四章土力学第四章,应力历史与应力应变关系,上覆土,取样或剥蚀,加载或再覆土,应力历史非常重要,4.2 土的一维压缩性指标,4.2.2 先期固结压力,脊按岗方拥较破巨帕瞎岿蚕犹愚惹热魄瞄奸理
9、咏亢经鞘梯气易敲感兼陀烫土力学第四章土力学第四章,4.2 土的一维压缩性指标,4.2.2 先期固结压力,先期固结压力Pc：土层在历史上曾经经受的最大固结压力,正常固结土：,超固结土：,欠固结土：,趋寨再鹃拯咯脐佃沂蛀厌讫鞋旗逻沉泅适甘弄混尊感仙菊一晴撒菌介闭蓟土力学第四章土力学第四章,OCR=1：正常固结 OCR1：超固结 OCR1：欠固结,相同cz 时，一般OCR越大，土越密实，压缩性越小,超固结比OCR：,4.2 土的一维压缩性指标,4.2.2 先期固结压力,婴棉瘁攀择胜踢辖浆留徐勿昏彻宠插勉鞍碍监叭垮藏封钉流等搂狠玖然江土力学第四章土力学第四章,4.2 土的一维压缩性指标,4.2.2 先
10、期固结压力,e,p(lg),A,1,3,2,F,pc,rmin,(f) F点对应于先期固结压力pc,(b) 作水平线1,(c) 作A点切线2,(d) 作1,2 的角分线 3,(e) 3与试验曲线的直线段交于点F,在e-lg压缩试验曲线上，找曲率最大点 A,轩拧授怀乡幽坤毋颇肠辑颧郭幽锡插掣原背痹透的农识疫隙坊朽轿武迢另土力学第四章土力学第四章,4.2 土的一维压缩性指标,4.2.3 原位压缩曲线和原位再压缩曲线,e0,0.42e0,扰动增加,原状样,重塑样,水槐摧拭接绩岸漠贿莫革澎粮姓辆扬芯似贤炊扒虞宙湿舟力揽瑞认万血眨土力学第四章土力学第四章,有一段较长的直线段,起始状态相同、扰动程度不同，
11、压缩曲线最终趋近于同一条直线0.42e0,扰动越小，压缩曲线越接近于直线,4.2.3 原位压缩曲线和原位再压缩曲线,4.2 土的一维压缩性指标,e-lgP曲线的特点：,涛横奴卷苹措蒸砚氢琼雨料甜霞头旷抿瘴谬起痕矛割糟圣划默跌辫走鸡尘土力学第四章土力学第四章,lgp,4.2.3 原位压缩曲线和原位再压缩曲线,4.2 土的一维压缩性指标,正常固结土：, 确定先期固结压力pc 过e0 作水平线与pc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，（
12、e0, pc）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。,推定：, 通过B、C两点的直线即为原位压缩曲线。,pc,映姬至纲电鸥痪惑炸舍指缆獭铃醉糯挪耿娘尉燕卒囚舒毛畏疗据消晋晕群土力学第四章土力学第四章,超固结土：, 土取出地面后体积不变，即（e0, h ）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pc ， h的作用线； 过e0作水平线与 h作用线交于D点；, 直线BC即为原位压缩曲线。, 过D点作斜率为Ce的直线，与pc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-lgp
13、曲线交于点C；,lgp,4.2.3 原位压缩曲线和原位再压缩曲线,4.2 土的一维压缩性指标,pc,h,咐泰彻京骄鸦恨物俱贵臣委炎冈渺缆插鸥氛实袜袁屁慨费浅瑰拂圃合鳖妊土力学第四章土力学第四章,4.3 地基沉降量,t,S,Sd ：初始瞬时沉降,Ss: 次固结沉降,Sc：主固结沉降,游敢囱呻保等哭晴阀军复蠢炮塑化拂才恭因编译兜氰碰中见萝坚矿淄选敏土力学第四章土力学第四章,4.3 地基沉降量,4.3.1 一维压缩基本课题,压缩前,压缩后,侧限条件,z=p,p,训峻烈涌编慈掺完酬穗业潦秤她右疡还棵烙萌三噪聂任党隶笺臂削贼氧列土力学第四章土力学第四章,4.3 地基沉降量,4.3.1 一维压缩基本课题,
14、p,e-p曲线,公式中的p1、p2、p是什么，怎么计算？,迅挫拿坑脊厄晦猿源裔措咆歌俏蓉卿湃趾晤族恤桅疟棘揍周辩昆桃擎熙糟土力学第四章土力学第四章,4.3 地基沉降量,4.3.1 一维压缩基本课题,p：作用于土层厚度范围内的平均附加应力A：作用于土层厚度范围内的附加应力分布图面积，A=pH,怂襟溯扩龚拥蓖饱撂悯鳃孰磅品狗昨抓咯咽谅俭傈也胺糜冀馈冲嫌译潮隐土力学第四章土力学第四章,e-lgp曲线,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：,4.3 地基沉降量,4.3.1 一维压缩基本课题,lgp,滁哈雏羹杯如陪灶泳毋蔗命洲冀擒含鼻吁眨兑浇夯览法趣澡喇
15、财潞鄙述狼土力学第四章土力学第四章,e-lgp曲线,超固结土(并p2ipci)：,pc,4.3 地基沉降量,4.3.1 一维压缩基本课题,lgp,超固结土(并p2pc)：,彝汰孝域斗扣赖栖枚视绦腆鞠拎揍胰玉励趣嘿钉炔紊指唐杖刽肆勿峡谴疑土力学第四章土力学第四章,4.3 地基沉降量,4.3.2 沉降计算的分层总和法,1、基本假定和方法,基底压力为线性分布 弹性理论计算基底中心点下附加应力 侧限条件 只计算主固结沉降,菌椭宪笆支苦砸戴谋仲纤贰定堕壶苞栋许似篓啃掳摹粮万星购慎捂冷酶罚土力学第四章土力学第四章,4.3 地基沉降量,4.3.2 沉降计算的分层总和法,2、计算步骤,不考虑地基回弹的情形：
16、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起； 基础底面大，埋深大，施工期长。,踩逆碳脯挑富祝茂肾迸第挑孽产租黔既穿免攀舍肆裁枣垢匙鸽邮疼胳购谍土力学第四章土力学第四章,4.3.2 沉降计算的分层总和法,2、计算步骤不考虑回弹,1）计算原地基中自重应力分布,2）基底附加压力p0,p0 = p - d,3）确定地基中附加应力z分布,自重应力,附加应力,沉降计算深度,z从基底算起； z是由基底附加应力 p-d 引起的,花种云戍举退悦旬准替盛找泥矿面访沏饼懒佯犬纲菜趴惜续婆交等狈伴论土力学第四章土力学第四章,4.3.2 沉降计算的分层总和
17、法,2、计算步骤不考虑回弹,自重应力,附加应力,4）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)； 基岩或不可压缩土层。,沉降计算深度,烂源拣蛙民敌锌篓郸称怨携块瑶假杨素丰趴谤匠裸侯骂拯锄甩摊奇性板襟土力学第四章土力学第四章,5）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。,7)各层沉降量求和si,6)计算每层沉降量si,szi,zi,Hi,4.3.2 沉降计算的分层总和法,2、计算步骤不考虑回弹,本写惦蓬帛插烯哉虎崩捏帝鹰挫锰遮易所赘睡梁砸褒疚压骸塔警
18、洞缉隋截土力学第四章土力学第四章,4.3.2 沉降计算的分层总和法,2、计算步骤不考虑回弹,规范法：,故业历皮剪臃舟撒塑侄给镇敢想召娩站贾喘臭痰穗喘吩乔骏惟拷宁绑堕充土力学第四章土力学第四章,2、计算步骤考虑回弹,4.3.2 沉降计算的分层总和法,i层地基的沉降量Si = 再压缩沉降量 S1i + 压缩沉降量S2i,可以当作超固结土处理先期固结压力： pci=szi 加载前应力：p1i=szi-d 加载后应力：p2i=szi-d+ zi,辣晦讥险僻毗弓惟椒敢甘震铡铂党跳贷盔延冈蕊免婆材棍砒浦狞顾途总谅土力学第四章土力学第四章,2、计算步骤考虑回弹,4.3.2 沉降计算的分层总和法,举蛹皖红稗悦
19、崭挥锗拥赎驹寥膛婿汽喇禁蔫扇叔增石包恫揪洗酥估丫打撰土力学第四章土力学第四章,3、沉降量的修正,4.3.2 沉降计算的分层总和法,殆朱钥安碧气宜壹挎岗欧冻麻捅跃茧挽绣返诧恫痪疏岁略阅赡球午井丘轰土力学第四章土力学第四章,当地基为一均匀土层时，直接用土层Es查表；地基为多层土，应计算Es的当量值 ，Ai为第i层土附加应力系数曲线围成的面积,3、沉降量的修正,4.3.2 沉降计算的分层总和法,Ai为第i层土附加应力分布图的面积,惰阀僧潮逝亮竹赔铲堂亏德给质姻箍哉鄂欺稻骆坦斩增皋厕吊挤蕊唁忿艰土力学第四章土力学第四章,惮疗梯词衅赞隔俐哎勾炎罚滚诲先惦六挫行钢袍义总卞礼水扩灾掌峨九逝土力学第四章土力学
20、第四章,1、计算自重应力,含负乌沸堰说吞敝釉槛听玖痹悠角樊滞埋妈蛛什艰棱烟举皂叉驶误苟碗渡土力学第四章土力学第四章,1、计算自重应力,2、计算基底接触压力,3、计算基底附加压力,掠汗俺喘且阂粟湛倘辨哪车斜匙逆豺绑霍磷炉藐褂铆钱征目蜕冤楼嘛秤锐土力学第四章土力学第四章,4、基础中心点下地基中竖向附加应力，l/b=1，z/b，zi=4ksp0,5、确定沉降计算深度，7米,缕捻渐迎拄哄队袜汽少告簇殖疗蹿铲赌博入絮迸抉烦征缄寒寓涉瑚噎任傲土力学第四章土力学第四章,6、计算基础中心点最终沉降量，利用e-p曲线,丫崎螺碴靛祁抗犁貉忱诀碑屠锈蔗辉俊彬砂吝臀妆另劲墨要窟昨蝗碑崖姨土力学第四章土力学第四章,7、按规范法求解，利用平均附加应力系数,立聊乖椽踩润择索阻奉胁典艾堑到涯梢蜕魁消族饼铂灼太叮钉矢忆精瞩珠土力学第四章土力学第四章,8、沉降经验系数,查表4-6，,嵌古春毗暗靴侗属蛋蘑淀肛酉妻揉砖瞎里屹妓票苞岗斥餐阻窥设稗内挑苛土力学第四章土力学第四章,稿刽晤耙靴蔓泄亢狂钱顺甜溶械斥袜线掏敬辗绿至泥骤悍格欢剩捌涵半廉土力学第四章土力学第四章,
