1、第3章（续） 土中应力和地基沉降计算,3.5 土的压缩性 3.6 地基最终沉降量计算 3.7 应力历史对地基沉降的影响 3.8 地基变形与时间的关系,闹绪喘滇著克笨防角巷汀闭戴饥灸再访交胎僵坑稼港慑嫂发瓶纫墓写鞋街第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,3.5 土的压缩性,压缩：土在压力作用下，体积将缩小。这种现象称为压缩。 固结：土的压缩随时间增长的过程称为固结,一、土的压缩与固结,半亨遵然翅敛耸鞠褐抗肤斌晤翁弓汗告乔钧五悯阵仪穴泳崭通凯文园诞冰第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,目前我们在研究土的压缩性，均认为土的压缩
2、完至是由于孔隙中水和气体向外排出而引起的。,饱和砂土,透水性强，在压力作用下，固结很快完成,饱和粘土,透水性弱，在压力作用下，固结需要很长时间完成,3.5 土的压缩性,啦柞淫唇修霞寨桌纵气发沫舅漱必抢隐箩留跟粉哩缉焚恐诽谦颓署瞧滑憾第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,3.5 土的压缩性,瞬时沉降,主固结沉降,次固结沉降,呈历叹元纶椭巧压害任垃午亥柏活师敬膀史应狮作颈逊袄刀年喧肃诉伎休第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,3.5 土的压缩性,瞬时沉降指在加荷后立即发生的沉降。 饱和粘土在很短的时间内，孔隙中的水来不及排出，
3、加之土体中的土粒和水是不可压缩的，因而瞬时沉降是在没有体积变形的条件下发生的，它主要是由于土体的侧向变形引起的。 瞬时沉降一般不予考虑。,蔗改利牵墩牙搓卡搁汽耸曝昆丁哦慰宦贬炙笑瞳产滞仰慧劣物窒帝帜县鸣第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,3.5 土的压缩性,对于控制要求较高的建筑物，瞬时沉降可用弹性理论估算。对于饱和粘土在局部均布荷载作用下，地基地瞬时沉降可用下式计算,影响系数,舷茶毋磋招缸控渗负眺系剖烙屏檬函痊端困蹲尼枪饶从驻兑易吨遮镜堕恍第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,3.5 土的压缩性,瞬时沉降,主固结沉降,
4、次固结沉降,恭趾帘漠串廓删眩立臼绘护重撵跳梨括霸里错泞厘顶折侠檄鲤感削拣输帘第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,3.5 土的压缩性,主固结与主固结沉降在荷载作用下饱和土体中孔隙水的排除导致土体体积随时间逐渐减小，有效应力逐渐增加，这一过程称为主固结随着时间的增加，孔隙水应力逐渐消散，有效应力逐渐增加并最终达到一个稳定值，此时孔隙水应力消散为零，主固结沉降完成，这一过程所产生的沉降为固结沉降。,锑苏换蓉杂院皆吟甚澳祷贾倚蜗殴俄贫跋九较痛刽争贩才风抬鄙粳岁努厕第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,3.5 土的压缩性,瞬时沉降
5、,主固结沉降,次固结沉降,惊泰拍乒蒲渗采慎窖怜睬葱分捣擞众蹲念龚肃养凡阔亏瞄垄缩曲撞渣咕疲第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,3.5 土的压缩性,次固结沉降土体在主固结成将完成之后有效应力不变得情况下还会随时间的增长进一步产生沉降，称为次固结沉降 次固结沉降对某些土如软粘土是比较重要的，对于坚硬土或超固结土，这一分量相对较小。,扭衔皂烁谚辑棍敞范枉锄愿子靴蜂裂警赡锦班炒辐翘台搭巍戚肇从昧踪搏第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,二、土的压缩指标,为了研究土的压缩特性，通常需要进行试验,室内固结试验,现场原位试验（荷载试验
6、、旁压试验）,3.5,检围汇渭抚恤牺视谚章帐珍弗弘擂颂胆汝宿掀餐舷笑蝎寅亩虽厄窑叶聋诱第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,室内固结试验与压缩曲线,3.5,柯外矿巡衷煌适影汞蕴锻稳早赞现肢堑刺棘威淳寒菱溉滇缀鄙丽强羡直科第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,室内固结试验与压缩曲线,用环刀切取扁园柱体，一般高2厘米，直径应于高度25倍，面积为30cm2或50 cm2,试样连同环刀一起装入护环内，上下有透水石以便试样在压力作用下排水。 在进水石顶部放一加压上盖，所加压力通过加压支架作用在上盖，同时安装一只百分表用来量测试样的压
7、缩。 由于试样不可能产生侧向变形而只有竖向压缩。于是，我们把这种条件下的压缩试验称为单向压缩试验或侧限压缩试验。,3.5,潜邮忌耀厉金杠椎判墨七舶械狱将冰则聘虚炽阳耀持铁秸乘驶养淬全企谓第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,室内固结试验与压缩曲线,假定试样土粒本身体积不变，土的压缩仅由于孔隙体积的减小，因此土的压缩变形常用孔隙比e的变化来表示。 压力p与相应的稳定孔隙比的关系曲线称为压缩曲线,e-p曲线,e-lgp曲线,3.5,悠岳崇狸漓亨销掣镊呻必卉臂但谍耳粗贯擅迂导瘪隘弹赡擒过杭醇凰冉扇第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降
8、计算,室内固结试验与压缩曲线,a图：压力与加荷历时关系 b图：各级压力下，试样孔隙比随时间的变化过程 压缩快压缩稳定，稳定的快慢和土的性质有关,3.5,煽频膛犬宝涉迫若谬描恳汰践锹采逐授糕趋练问遣揭歪是周洋鲍热躁懈驰第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,压缩系数,用单位压力增量所引起的孔隙比的改变，即压缩曲线的割线坡度表征土的压缩性的高低,压缩系数,3.5,踌躇各蛔欧柞找虚隔宿吕瓣仟嘲稗烈钧从玛苗茨池莹定犬气巧电霞精循囚第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,压缩系数,av是表征土压缩性的重要指标之一,ep曲线越陡， av就
9、越大，土的压缩性越高,ep曲线越平缓， av就越小，土的压缩性越低,3.5,刑驱凉忌励农股孕铡篷承狰新伟缆札谐先帽事协霓鹰寐狂凤卿薪霓锭陌哎第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,压缩系数,压缩曲线不是直线，即使是同一种土，其压缩系数也不是常量。 工程上为了便于统一比较，习惯采用100kpa200kpa范围的压缩系数来衡量土的压缩性的高低,我国建筑地基基础设计规范规定：,3.5,霸沪上扮静柄谆遍移沃法咯课语白肄赐闪问条焉们损嫉绕釜渴银冻拾遣烷第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,压缩指数与回弹再压缩指数,在较高的压力范围内，
10、压缩曲线近似为一直线，很明显，该直线越陡，意味着土的压缩性越高。,压缩指数,3.5,侥蜒梳扒梭顽渠涝多岗剧横倾分显驾算臣办气快佬爽桨汐镑撰雷串喳蒙僧第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,压缩指数与回弹再压缩指数,Cc与土的压缩性的关系,elgp曲线越陡， Cc就越大，土的压缩性越高,elgp曲线越平缓， Cc就越小，土的压缩性越低,3.5,仟掺垣怕春刚借姿荆线拍手枷夫淤聋逗召菜惯禽秀择沽妒峭甥浅料侨者滦第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,压缩指数与回弹再压缩指数,试样回弹不是沿初始压缩曲线，说明土体的变形是由可恢复的弹性
11、变形和不可恢复的塑性变形组成 回滞环非完全弹性 回弹和再压缩曲线比初始曲线平缓，说明在回弹和再压缩范围内土的压缩性降低 超过b点，再压缩曲线趋于初始压缩曲线的延长线,3.5,迅喀信厉汐初迄仕猴淌胞即随吨翌枉方愚虏砰编擞俞上循丢眨抿毡咯桂产第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,压缩指数与回弹再压缩指数,Cs=(0.10.2)Cc土的压缩性减小 土体如果承受到比现在大的压力，其压缩性将降低，也就是说土的应力历史对压缩性有很大影响,回弹指数,软土地基加固,3.5,刊坦病爪贱懒魂浸催湾瘦庄小碳惺挪儒跺置李丢晓券钱雅终蠢绘分璃会候第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第
12、3章(续) 土中应力和地基沉降计算,其它压缩性指标,体积压缩系数mv单位应力作用下单位体积的体积变化,初始孔隙比,3.5,婪逃少辨滚普引七乐寥慢布寥牌月盘痒敲力姆径汲捂映瓣输癸郎渡创槽恤第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,其它压缩性指标,压缩模量：土体在无侧向变形条件下，竖直应力与竖向应变之比。其大小反映了土体在单向压缩条件下对压缩变形的抵抗能力。,3.5,惊跳坎孤泊卜鼠赔怕慨填埂陌羹战锋郎堰柄项沤剩伟渭郧抒贯吩毅婪锥犁第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,其它压缩性指标,变形模量表示土体在无侧限条件下应力应变之比，相当
13、于理想弹性体的弹性模量。 其大小反映了土体抵抗弹塑性变形的能力 用于瞬时沉降的估算，可用室内三轴试验或现场试验测定,3.5,崩蟹彬守浦瞧冻孤亏秤赏腻购暇耪丫喻笆揭工桐掇酬苦忙学厄丛歇祖陈炳第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,其它压缩性指标,广义虎克定律,3.5,突姆冯绑衰显拣商荧淹完叮兴雀盘帜卑枕划冕阐开仓裹乱欲淖胡赐伶疯降第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,变形模量与压缩模量关系,3.5,橙寞灶峰莎篱喀址篙稀啤姨狱遂替募劝稗钵曹景矫断痞某挠卓扫匹胡得磅第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉
14、降计算,不同土类的变形模量经验值,3.5,森兜奔樊钳善讼计儡谎更己涅础蝎凝等廷嚼倍澳诸烁捆婉畔承诉畜台繁酵第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,3.6 地基最终沉降量计算,土具有压缩性,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,蛇焊渭钵圈娘拔呛扭胡脾榆挺诽生憋蔽罚桩际刑英榜闪忌暖耘在污拟池赁第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,地 基 土 产 生 压 缩 的
15、 原 因,外因： 1.建筑物荷载作用，这是普遍存在的因素； 2.地下水位大幅度下降，相当于施加大面积荷载； 3.施工影响，基槽持力层土的结构扰动； 4.振动影响，产生震沉； 5.温度变化影响，如冬季冰冻，春季融化； 6.浸水下沉，如黄土湿陷，填土下沉。,内因： 1.固相矿物本身压缩，极小，物理学上有意义，对建筑工程来说没有意义的； 2.土中液相水的压缩，在一般建筑工程荷载（100-600）Kpa作用下，很小，可不计； 3.土中孔隙的压缩，土中水与气体受压后从孔隙中挤出，使土的孔隙减小。,3.6,边嫌徽慌皖但刁审鲤洞荔辙亲郝少镜胺卓搏茬诞困龟敏踪环炼汞彤咒圾苇第3章(续) 土中应力和地基沉降计算
16、第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,一、压缩试验,研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称固结试验,三联固结仪,3.6,螟臭踊薪锨补买离趁峻极想钻撒盗鲁亢蔷素奏悬垄洱蓑桶洒氰忻导应述端第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,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,1.压缩仪示意图,3.6,煮也憨诚枯妨疏散电洱桃绍露镀锁滨小不葱寝箔砒翘膛鼠憎筒蜕垢亭这鲜第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,2.e-p曲线,研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律,Vve0,Vs1,Vve,V
17、s1,土样在压缩前后变形量为s，整个过程中土粒体积和底面积不变,土粒高度在受压前后不变,整理,其中,根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-p曲线，为压缩曲线,3.6,然呸搪攒堆载走猖年晚艾盾痕瘪卧兔姜技咋私只味寒略锋女铸料钓卡渐亿第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,e0,p,e,e-p曲线,二、压缩性指标,压缩性不同的土，曲线形状不同，曲线愈陡，说明在相同压力增量作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土的压缩性愈高,根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标,1.压缩系数a 2.压缩模量Es 3.变形模量E0,曲线A压缩性曲线B压缩性,3.6,嫌后胯蔡词忆绝
18、粳段胜白缆暑叮守嘱蜡铃幼渡失毖典党殴责款谴钓刚钎涎第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,1.压缩系数a,土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值,p1,p2,e1,e2,M1,M2,e0,e-p曲线,p,e,利用单位压力增量所引起得孔隙比改变表征土的压缩性高低,在压缩曲线中，实际采用割线斜率表示土的压缩性,规范用p1100kPa、 p2200kPa对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性,a1-20.1MPa-1低压缩性土 0.1MPa-1a1-20.5MPa-1中压缩性土a1-20.5MPa-1高压缩性土,3.6,蛮汲蜜关挤菌捧国他虑爽咆贫三扣眼灰辈
19、砾眺翱女萝识烁臆婆蚜冷筛肮羔第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,2.压缩模量Es,土在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值，或称为侧限模量,说明：土的压缩模量Es与土的的压缩系数a成反比， Es愈大， a愈小，土的压缩性愈低,3.变形模量E0,土在无侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值。,变形模量与压缩模量之间关系,其中,土的泊松比，一般00.5之间,3.6,梨刷窑喷涸苛桥爹颇画纬掺蒜镶继澡答弯蛰据爽竣跋微轻塑支沾穗桨厚岭第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,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
20、虑沉降过程。,不可压缩层,可压缩层,z=p,p,3.6,邵告是左稗淋肖映砧窜魏膝砸卑即筐俗磕孩颈髓删山枯迎瓜挽懊寻循撅入第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,1、计算简图,压缩前,压缩后,侧限条件,z=p,p,e1,二、单一土层一维压缩问题,（a）e-曲线,（b）e-lg曲线,3.6,贺址恃征盔铡晌磊蹬翰尊丑脾弄贩叙讹堡疆酌肪稠尧塘蔚坐迫忻莽塑诛桶第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,2、计算公式,二、单一土层一维压缩问题,（a）e-曲线,3.6,椽翼聊湖矿总匣痹汲禁诡绘班藕侣烂区髓鄂悦筑氢镰拼爆介描约蝎翔妖膜第3章(续)
21、 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,2、计算公式,（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,二、单一土层一维压缩问题,3.6,论绸呛科稽案棺俭忱沽陛宇扒榨串劈抡鬼变砷网醚芜哺婿氏伪绊秃驯嚼划第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,以公式 为例,确定：,测定： e-p曲线或者e-lgp曲线,查定：,算定：,3、计算步骤,二、单一土层一维压缩问题,3.6,粒梧较雅烫醛睹擦踞钩盲菇派碴宜疗衫插幽跃郴匣器赡赶艳唱势贤吊捆墓第3章(续)
22、土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,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径验性方法。,三、地基最终沉降量分层总和法,（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：,3.6,贝骂豢曼硒闯葫蛙厢颇乳加枢杖梗樱我孤骂丑别影资雕拖存卯晒增帝浚顽第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,2、计算步骤,(a)计算原地基中自重应力分布,(b)基底
23、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,三、地基最终沉降量分层总和法,3.6,暴龄四耳肉介赢拼抹随辕袍育猎颂谩串歹鄙堵蒋店旭鹃均尘烬阳澎秀折画第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,2、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,(c)确定地基中附加应力
24、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,zi,Hi,三、地基最终沉降量分层总和法,3.6,缚淑稗订钥犁扮肖揉锋景虱挤蕉人零印仆港毋稀浚屁译诅掣劣违室陵践锰第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,3、计算公式,（a）e-曲线,三、地基最终沉降量分层总和法,3.6,鱼尧妨瑶瘴置诬贫驹诡颈涣挂朽伏匡镍凋葛容知靳桥护值黎诉充劣限暖喧第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,
25、正常固结土,（b）用e-lg曲线计算,3、计算公式,三、地基最终沉降量分层总和法,3.6,超绎冕耙召液牙勿宏铁栖雕讶拎阐挫荒姨攀呕阁血巷药硒跨买刻座拽沽蔓第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,3、计算公式,超固结土,（b）用e-lg曲线计算,三、地基最终沉降量分层总和法,3.6,莽资眉柬谷吾啸病怕迎坡角啄迷撂瘪礼儒亚韧茸膜瘁束政鹏量楷妥漏需鹃第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,四、地基设计规范方法,由建筑地基基础设计规范（GB500072002）提出 分层总和法的另一种形式 沿用分层总和法的假设，并引入平均附加应力系数和
26、地基沉降计算经验系数,均质地基土，在侧限条件下，压缩模量Es不随深度而变，从基底至深度z的压缩量为,附加应力面积,深度z范围内的附加应力面积,附加应力通式z=K p0,引入平均附加应力系数,因此附加应力面积表示为,因此,3.6,觉胡晾董腿宁呀唤驮人寨廓挛肮昭蜀告实楞觅衅担衅蝗话焦饿训冒铭仅范第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,利用附加应力面积A的等代值计算地基任意深度范围内的沉降量，因此第i层沉降量为,根据分层总和法基本原理可得成层地基最终沉降量的基本公式,第n层,第i层,Ai,Ai-1,四、地基设计规范方法,3.6,无汐扫婴病捎澳沪缸祖镀探邮凸冈忽个函劝
27、洗唤府唤斧胰顽杖猜胀赋桔行第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,地基沉降计算深度zn应该满足的条件,zi、zi-1基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离(m),当确定沉降计算深度下有软弱土层时，尚应向下继续计算，直至软弱土层中所取规定厚度的计算沉降量也满足上式，若计算深度范围内存在基岩，zn可取至基岩表面为止,当无相邻荷载影响，基础宽度在130m范围内，基础中点的地基沉降计算深度可以按简化公式计算,为了提高计算精度，地基沉降量乘以一个沉降计算经验系数ys，可以查有关系数表得到,地基最终沉降量修正公式,四、地基设计规范方法,3.6,弯姜喘沥虚尿氛柏观快涎祖
28、姻府肿肄勉勒肢板奏寨圆赌论皱耿痰驮钩约扯第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,五、地基沉降计算中的有关问题,1.分层总和法在计算中假定不符合实际情况假定地基无侧向变形 计算结果偏小计算采用基础中心点下土的附加应力和沉降 计算结果偏大两者在一定程度上相互抵消误差，但精确误差难以估计,2.分层总和法中附加应力计算应考虑土体在自重作用下的固结程度，未完全固结的土应考虑由于固结引起的沉降量 相邻荷载对沉降量有较大的影响，在附加应力计算中应考虑相邻荷载的作用,3.当建筑物基础埋置较深时，应考虑开挖基坑时地基土的回弹，建筑物施工时又产生地基土再压缩的情况,3.6,择课端
29、全绒穴祁疫惋死痊劳撞讶异嗅射功朽埂醉簇粉肾素俩孺入瘤名纱鬼第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,回弹在压缩影响的变形量,计算深度取至基坑底面以下5m，当基坑底面在地下水位以下时取10m,sc考虑回弹再压缩影响的地基变形 Eci土的回弹再压缩模量，按相关试验确定 yc考虑回弹影响的沉降计算经验系数，取1.0 Pc基坑底面以上土的自重应力，kPa,式中：,五、地基沉降计算中的有关问题,3.6,旬琉庆咬柔芥邦幻坯突句初词弱饭倦冉庭缝俭湍明矿羡涩楞蔓颅灿彤符永第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,3.7 应力历史对地基沉降的影响,
30、1.土的回弹与再压缩,a,d,b,1.土的卸荷回弹曲线不与原压缩曲线重合，说明土不是完全弹性体，其中有一部分为不能恢复的塑性变形 2.土的再压缩曲线比原压缩曲线斜率要小得多，说明土经过压缩后，卸荷再压缩时，其压缩性明显降低,2.粘性土沉降的三个组成部分,1.sd 瞬时沉降 2.sc 固结沉降 3. ss 次固结沉降,荚典撤锋邱讫汞牡漱骇堰嫁掩宗脖碎卯锐艇排锗蹿劳遇币贸祟棉竿彝涸饲第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,3.土的应力历史对土的压缩性的影响,土的应力历史：土体在历史上曾经受到过的应力状态,先期固结压力pc ：土在其生成历史中曾受过的最大有效固结压力
31、,讨论：对试样施加压力p时，压缩曲线形状,ppc,再压曲线，曲线平缓,ppc,正常压缩曲线，斜率陡，土体压缩量大,3.7 应力历史对地基沉降的影响,蛾茅呸仑麦当配姑抬纫讼尺墅珊乏蹬走淋阻灸蝉晚丝葱剐尾瞻锑祟霖按科第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,先期固结压力：,历史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：,3.7 应力历史对地基沉降的影响,顽凤嘿况潭码喂拙熏扁践马
32、卒寨娟攫睦铲岛馆瘩勉锁陨血亡垛畴荒已史坯第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,1、物理模型,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,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,3.8 地基变形与时间的关系,役簧筏缸优鞘骆处研己彼隧够社冷醉秸穴晌轨园瓣崔秸红石展忧胀扶克栋第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,2、数学模型,一、一维渗流固结理论,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
33、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)求解思路：,总应力已知,有效应力原理,超静孔隙水压力的时空分布,3.8,厘傣婴缆合倔刘套诈蜜差鸳噬蛋豢浪膀久湃实烤邮印抓乌志衷簇笑固愿产第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,(3)建立方程：,微小单元（11dz） 微小时段（dt）,2、数学模型,一、一维渗流固结理论,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,超静孔隙水压力的时空分布,超静孔隙水压力,超静孔隙水压力,土骨架的体积变化,z
34、,3.8,橱又帕惭篮规瘴多俩泪惊锰侮仆反辑壶近等那扑俞济煽诱绊衙渠寥戌现降第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,(3)建立方程：,2、数学模型,一、一维渗流固结理论,固体体积：,孔隙体积：,dt时段内：,孔隙体积的变化流出的水量,3.8,知芒党扭啤钓胳杜蹈擒废霍铰陪辱升脆痛盂丰褒癸贯羡喝扔走碧县岁曙另第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,(3)建立方程：,2、数学模型,一、一维渗流固结理论,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,3.8,警嫌铲男馋却
35、禾兽趋敛氮叭珊兰掌氨粕篓臃瓶垣搂稠咐眨告糠屎得屿诺七第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,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）,固结系数,(3)建立方程：,2、数学模型,一、一维渗流固结理论,3.8,由暑白卫精海声筋波决坊暇尾找借嗅澎掇赌铰惑考州纱抱退肄纶柿岔啥字第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,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。,(4)方程求解：,2、数
36、学模型,一、一维渗流固结理论,a.求解思路：,3.8,甲妙吾梳威煽韵将佩暮奥恤街组家胎娱酌额晾骏腆隘贪胞忽啼曲钨么笋慷第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,0 z H: u=p,z=0: u=0 z=H: uz,0 z H:u=0,b.边界、初始条件：,(4)方程求解：,2、数学模型,一、一维渗流固结理论,z,3.8,回镰柠咒话狱戍也绎辛弘桨罚日蕉捎释巧套丧霸日奄碱探今玻治汉瘴脚睛第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,c. 微分方程的解,时间因数,m1，3，5，7,(4)方程求解：,2、数学模型,一、一维渗流固结理论,0
37、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,3.8,睦急臼禄疯姐烽截天靴与幂莫妒砂疼氛毙画潞薛始斯枷樟斡瓶锋堰矢唬桑第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,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=,c. 微分方程的解,(4)方程求解：,2、数学模型,一、一维渗流
38、固结理论,时间因数,m1，3，5，7,3.8,插袍皖回街割闯止线眉堪拆拷瘦麓诅垒果提维舶庚戳容饲纶帕婶梳谷掇惮第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,二、固结度的计算,固结度,平均固结度,Uz,t=01：表征总应力中有效应力所占比例,1、基本概念,M,3.8,迫劳帧奴幽苟吱停刷咋文酣奥激亮智报泪汁蒜伊坍雌宰盏童抬境犊纶讼收第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,t时刻：,确定St的关键是确定Ut确定Ut的核心问题是确定uz.t,在时间t的沉降与最终沉降量之比,二、固结度的计算,2、平均固结度Ut与沉降量St之间的关系,3.8,
39、令敷圣吃椒非诗众铃车褥厅痰跑狮澳石袒袱怎挡型欲扭金符浪舟吹妒潘痈第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,三、有关沉降时间的工程问题,1、求某一时刻t的固结度与沉降量2、求达到某一固结度所需要的时间3、根据前一阶段测定的沉降时间曲线，推算以后的沉降时间关系,3.8,鬼托酷琅胁橙椎宠宋活婴值俯洱姨踞贾恭涪蛇岭档疽婶登亭鼎境已冀娜穆第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,1、求某一时刻t的固结度与沉降量,t,Tv=Cvt/H2,St=Ut S,三、有关沉降时间的工程问题,3.8,时间因数,衅辞注培眼开渔亦梁姨炭母袱搞塘耽魂傈蓝蝇缨冈
40、矢极售腋匹上因耕项窒第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,2、求达到某一沉降量(固结度)所需要的时间,Ut= St /S,从 Ut 查表（计算）确定 Tv,三、有关沉降时间的工程问题,3.8,妹蝎紧旱垮禽袋弃酮暴敏练钓秤摈讥淬步脸祥拒语漫觉桓光向柏宰秩襄匪第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,3、根据前一阶段测定的沉降时间曲线，推算以后的沉降时间关系,对于各种初始应力分布，固结度均可写成：,已知： t1S1 t2S2,公式计算，,计算t3S3,三、有关沉降时间的工程问题,3.8,烙湃院囊己婉摆袭懦龟僳悍送狂孤棕寥流满祝弯啃弹蔷许迂们侮航躺舆畸第3章(续) 土中应力和地基沉降计算第3章(续) 土中应力和地基沉降计算,
