《地基变形计算》PPT课件.ppt
本章要求:,第四章 土的变形性质及地基沉降计算,1、了解土的压缩特性。,2、地基最终沉降量计算的基本方法。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,沉降:平均沉降,控制绝对值,正常使用倾斜:高耸建筑物、高层建筑物沉降差:相邻柱基础框架与排架局部倾斜:承重的墙条形基础,不均匀沉降,变形与沉降种类:,第三章土的变形性质及地基沉降计算,应力作用:附加应力土的压缩性:压缩指标,变形与沉降原因:,第三章土的变形性质及地基沉降计算,第一节 土的压缩性,1、定义:地基土在外力作用下体积减少的特性。2、体积减少的原因:土中水和气体的排出(主要原因);土颗粒的压缩;土中水和气体的压缩。3、压缩变形的快慢土中水的渗透速度。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,4、土体在外力作用下,压缩随时间增长的过程,称为土的固结。,一、基本概念,二、压缩试验及压缩性指标(一)压缩试验,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、压缩试验及压缩性指标(一)压缩试验侧限压缩试验根据每级荷载 p(p600kPa)下的稳定变形量,可算出相应压力下的孔隙比。绘出pe曲线,即压缩曲线。假定土粒是不可压缩的,压缩试验前后的土粒体积不变:,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、压缩试验及压缩性指标(续)(二)压缩系数a和压缩指数Cc1、压缩系数ape曲线上某点的切线斜率,通常用p 1-2的割线斜率来表示压缩系数a 1-2。,实际工程中土的压力变化范围常为p 1=100kPa(对应土的自重应力),p 2=200kPa(对应土的自重应力与附加应力和)。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,4.3,一、压缩试验及压缩性指标(续)(二)压缩系数a和压缩指数Cc1、压缩系数a,切线斜率表示,割线斜率表示,地基规范表示,第三章土的变形性质及地基沉降计算,4.4,地基土按压缩性分类,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、压缩试验及压缩性指标(续)(二)压缩系数a和压缩指数Cc2、压缩指数Cc,elog p曲线的后半段接近直线,直线的斜率称为压缩指数Cc。,用于土层固结历史对沉降的影响,第三章土的变形性质及地基沉降计算,4.5,一、压缩试验及压缩性指标(续)(三)压缩模量Es,1、定义:Es指在完全侧限条件下,土竖向附加应力与应变增量的比值。2、与弹性模量的区别:a土在压缩时,不能侧向变形,只能竖向变形;b有部分塑性变形。3、物理意义:表示土压缩性高低的指标之一。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、压缩试验及压缩性指标(续)(三)压缩模量Es,第三章土的变形性质及地基沉降计算,4.7,(侧限)压缩模量Es,第三章土的变形性质及地基沉降计算,二、静载荷试验(加荷装置、反力装置及观察装置),第三章土的变形性质及地基沉降计算,4.9,p,S,整体破坏,局部剪切破坏,冲剪破坏,二、静载荷试验(荷载沉降试验曲线),第三章土的变形性质及地基沉降计算,二、静载荷试验(ps曲线),整体破坏,第三章土的变形性质及地基沉降计算,4.10,二、静载荷试验(续)目的:在现场进行静载荷试验,测出压力 p与沉降 s 的关系曲线,通过反算可求得土的变形模量 E0 和地基的承载力 fk。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、分层总和法 1、定义:将地基在变形计算深度范围内划分为若干薄层,计算每一薄层土的变形量,然后叠加,即得地基的最终沉降量。2、计算变形量时的假定:a、采用完全侧限条件下的压缩性指标计算;b、采用基底中心点下的附加应力计算。,第二节 地基的最终沉降量,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、分层总和法,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、分层总和法(续)最终沉降量为:,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、分层总和法(续)分层总和法计算步骤:p54,1、分层:土层或水位变化分界处,hi=0.4b;,2、绘曲线:基底中心点下自重应力和附加应力曲线;,3、求沉降计算深度;,4、求各分层土的平均自重应力和平均附加应力;,5、由ep曲线查出各层对应的孔隙比;(或Es),6、求各分层的沉降量;,7、求总的沉降量;,第三章土的变形性质及地基沉降计算,二、地基规范法,第三章土的变形性质及地基沉降计算,二、地基规范法(续)注意:1、从分层总和法导出的简化方法;2、对同一天然土层采用单一的压缩性指标,并采用平均附加应力系数以简化计算;3、结果要修正-沉降计算经验系数,4、计算结果与实测值比较时,对于较紧密的地基土偏大,较软弱的地基土侧偏小。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,二、地基规范法(续)计算深度:p601、试算确定(3-25)先根据经验初步设定一个计算深度值,求得第 i 层土的计算沉降值;求根据基底宽度确定的土层厚度的计算沉降值;比较。2、公式确定(3-26)满足:无相邻基础的影响,基础宽度在150m内,基础中点的地基沉降时。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,第三节 地基变形与时间表的关系,为什么要知道变形与时间的关系?1、对砂土地基,施工完毕时其变形已经基本完成;对高压缩性的饱和粘性土,施工完毕时的变形量仅为总变形量的5%20%。2、要求解任一时间完成的变形量。3、研究对象为饱和粘土。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、土的渗透性 1、渗透:地基中的水,在有水头差(或压力差)时,将通过土的孔隙流动。2、渗透速度:单位时间内流过土体单位截面积的水量。不是地下水的实际流速。mm/s。3、达西定律:,第三章土的变形性质及地基沉降计算,一、土的渗透性(续),第三章土的变形性质及地基沉降计算,二、附加应力的分担作用1、渗透固结(固结):饱和土体在附加应力作用下,排出孔隙中水并产生压缩变形的过程。即孔隙水压力逐渐消散而有效应力相应增长的过程。2、孔隙水压力(超静水压力):孔隙中水在附加应力作用下受到的相应压力。U3、有效应力:在固结过程中,土颗粒骨架所受到的附加应力。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,二、附加应力的分担作用(续),第三章土的变形性质及地基沉降计算,三、单向固结理论(也称太沙基一维固结理论),1、假定:土是均质、各向同性和完全饱和的;土粒和孔隙水是不可压缩的;土的压缩和孔隙水的渗透只沿竖向发生;土中水的运动服从达西定律;土在固结过程中的渗透系数和压缩系数不变;荷载是一次性骤然施加的。,第三章土的变形性质及地基沉降计算,第三章土的变形性质及地基沉降计算,第三章土的变形性质及地基沉降计算,三、单向固结理论(也称太沙基一维固结理论),第三章土的变形性质及地基沉降计算,第四节 建筑物的地基变形容许值,沉降量:指基础中心点的沉降量;沉降差:指相邻单独基础沉降量之差值;倾 斜:高耸建筑物、高层建筑物;局部倾斜:承重的墙下条形基础610m。,不均匀沉降,地基变形容许值按其变形特征分为:,第三章土的变形性质及地基沉降计算,第四节 建筑物的地基变形容许值,第三章土的变形性质及地基沉降计算,建筑物的地基变形容许值,第三章土的变形性质及地基沉降计算,