4 土的變形性質及地基沉降計算4.1基本要求 地基土層在建筑物的荷載作用下，必然會產生變形，建筑物基礎亦隨之沉降，尤其是當荷數差異較大、或地基土層軟弱不均時，往往導致建筑物基礎出現較大的不均勻沉降，以致建筑物某些部位開裂、傾斜，甚至倒塌。為了保證建筑物的安全和正常使用，對可壓縮地基上的建筑物，尤其是比較重要的建筑物、在設計時必須計算其沉降量和沉降差。如果超過建筑物所容許的范圍，必須采取相應的措施。計算地基的變形，必須了解土的壓縮性，以及變形與時間的關系，以便了解建筑物使用期間某一時刻的變形量。4.2重點和難點重點：土的壓縮性和壓縮性指標；土的固結狀態；地基最終沉降量計算方法。難點：地基最終沉降量的計算。4.3內容指導4.3.1土的壓縮性一、基本概念 土的壓縮性：土在壓力作用下體積縮小的特性稱為土的壓縮性。 由于在一般的壓力作用下，土粒（土的固相）和水（土的液相）的壓縮量與土的總壓縮量相比十分微小，故可近似認為土粒和水是不可壓縮的。土的壓縮源于土中孔隙體積的減少（氣體壓縮、氣體排出、孔隙水的排出）。土的固結：土體在外力作用下，壓縮量隨時間增長的過程稱為土的固結。土體壓縮變形的快慢與土的滲透性有關。透水性大的無粘性土，其壓縮變形通常在施工期內就可以基本結束(約70以上)；而透水性差的粘性土，尤其是飽和粘性土，其壓縮變形往往需要相當長的時間)才能完成。 壓縮試驗：研究土的壓縮性大小及其特征的室內試驗方法稱為壓縮試驗。在一般工程中，常用室內側限(不允許土樣產生側向變形)壓縮試驗來測定土的壓縮性指標，這種試驗條件雖與土的實際工作情況不盡相同，但因其簡便而具有較大的實用價值。二、壓縮試驗及壓縮性指標1. 壓縮試驗 壓縮試驗采用壓縮儀（或固結儀）。土的壓縮試驗結果： （4-1）或式中 H0土樣的初始高度，即P1（一般指土中自重應力）作用下的初始高度； Si外荷載Pi（一般指土中自重應力和附加應力之和）作用下土樣壓縮至穩定的變 形量；e0土樣的初始孔隙比，即P1（一般指土中自重應力）作用下的初始孔隙比；ei壓縮穩定后的孔隙比，即Pi下壓縮穩定后的孔隙比。 由上式，根據各級荷載Pi下的穩定變形量Si，求得該級荷載下的孔隙比ei。若以橫坐標表示壓力P，縱坐標表示孔隙比e。即可繪制出 e-P曲線，該線稱為壓縮曲線。壓縮曲線是室內土的壓縮試驗得出的成果，是土的孔隙比e與土所受壓力P的關系曲線。壓縮曲線可按兩種方式繪制，一種為e-p曲線；一種為e-lgp曲線。2. 壓縮性指標 （1）壓縮系數壓縮系數a，由e-p曲線，如圖4-1得到。 圖4-1 以e-p曲線確定壓縮系數a 圖4-2 用e-lgp曲線求Cca: 切線斜率的絕對值（理論上的，反映某壓力下土的壓縮性）。即： （4-2） 或式中 土的壓縮系數（kPa-1或MPa-1 ）； P1般指土中自重應力； P2自重應力加附加應力； e1相應于P1下壓縮穩定后的孔隙比； e2相應于P2下壓縮穩定后的孔隙比。為了便于應用，通常采用壓力由P1=100 kPa增到P2=200 kPa時所得到的壓縮系數a1-2。建筑地基基礎設計規范（GB50007-2002）采用a1-2評價土的壓縮性：a1-20.1 MPa-1 屬低壓縮性土。0.1a1-20.5 MPa-1 屬中壓縮性土。 a1-20.5 MPa-1 屬高壓縮性土。壓縮系數a越大，反映土的壓縮性越高。（2)壓縮指數壓縮指數Cc由e-lgp曲線，如圖4-2得到。土的e-lgp曲線的后段接近直線，直線的斜率的絕對值： （4-3）Cc0.2 低壓縮性土0.2Cc0.4 中壓縮性土Cc0.4 高壓縮性土壓縮指數Cc越大，反映土的壓縮性越高。（3）壓縮模量壓縮模量：土在完全側限條件下的豎向附加應力增量與相應的應變增量之比。 （4-4）Es一般工程把： Es15MPa 低壓縮性土壓縮模量Es越小，表示土的壓縮性越高。（4）回彈曲線和再壓縮曲線在室內壓縮試驗過程中，如加壓Pi到某一值后，逐級進行卸壓，則可觀察到土樣的回彈。若測得其回彈穩定后的孔隙比，則可繪制相應的孔隙比與壓力的關系曲線，即回彈曲線。由于回彈曲線與原來的壓縮曲線并不重合，說明土的壓縮變形是由可以恢復的彈性變形和不可恢復的塑性變形兩部分組成的，并以塑性變形為主。如重新逐級加壓，則可測得土樣在各級荷載下再壓縮穩定后的孔隙比，從而繪制再壓縮曲線。 實際工程中，高層建筑基礎一般其基礎底面和埋置深度都較大，開挖基坑后，地基受到較大的減壓作用，因而發生土的膨脹，造成坑底回彈。因此，在預估基礎沉降時，應適當考慮這種影響。三、土的載荷試驗及變形模量 1. 載荷試驗測定土的變形模量E0 根據載荷試驗的觀測數據，繪制荷載與穩定沉降的關系曲線（p-s曲線）。曲線的開始部分往往接近于直線，與直線段終點對應的荷載稱為地基的比例界限荷載。 一般的地基承載力設計值取接近于或稍超過此比例界限值，所以通常地基的變形處于直線變形階段，因而可以利用彈性力學公式來反求地基土的變形模量。 用載荷試驗來測定土的變形模量，費時、費力，且費用較高，對于深層土的試驗結果可靠性較差。現應著重發展現場快速測定變形模量的方法（旁壓試驗、觸探試驗等）。2土的壓縮模量壓Es、變形模量E0和彈性模量Ed土的壓縮模量Es是指在完全側限條件下，土的豎向附加應力增量與相應的應變增量之比值。它可以通過室內壓縮試驗獲得。土的變形模量E0是指土體在無側限條件下的應力增量與相應的應變增量的比值。E0的大小通過現場載荷試驗的結果求得的。在p-s曲線的直線段或接近直線段內任選一壓力P1和它對應的沉降S1，利用下式彈性力學公式反求出地基的變形模量。 （4-5）式中 沉降影響系數，與承壓板的形狀、剛度等有關。方形承壓板取0.88，圓形承壓板取0.79；m地基土的泊松比；b承壓板的邊長或直徑；S1與所取定的比例界限荷載P1相對應的沉降。 土的彈性模量Ed，根據測定方法不同，可分為“靜彈?！焙汀皠訌椖！?。靜彈模采用靜軸儀測定；動彈?？捎檬覂葎尤S儀測得。 由此可見，三種模量的試驗方法不同，反映在應力條件、變形條件上也不同。壓縮模量是在室內有側限條件下的一維變形問題，變形模量則是在現場的三維空間問題。土體變形包括了可恢復的 (彈件)變形和不可恢復的(塑性)變形兩部分。壓縮模量Es和變形模量E0是包括了殘余變形在內的與彈性模量Ed有根本區別。在工程應用上，我們應根據具體問題采用不同的模量。例如：（1）壓縮模量Es可用于：劃分地基土的壓縮性；用分層總和法或規范推薦公式計算地基最終沉降量。 （2）變形模量E0可用于：用彈性理論方法計算最終沉降量； （3）彈性模量Ed可用于：計算瞬時沉降；計算高聳結構物在風荷載作用下的傾斜，這是因為風荷載乃是重復荷載，每次作用時間很短，此時土體中的孔隙水來不及排出或不完全排出，壓縮變形來不及發生，因此大部分乃是可恢復的變形，這種情況應當用彈性模量來計算；作地震反應分析計算或路面設計時也都要用地基土的彈性模量?？傊?，彈性模量多用來計算瞬時或短時間內即快速作用著荷載時土體的變形，壓縮模量、變形模量用于只是一次加荷條件下假定是線彈性材料的土體變形的計算，其中，因室內壓縮試驗比較容易，因此大量用到壓縮模量來計算土體變形，但用彈性理論公式估算地基土沉降時，因為實際工程土體是無側限的，因而要用變形模量E0。 由豎向的應力、應變關系以及壓縮模量的定義可得到土的變形模量與壓縮模量換算的理論關系公式 (4-6) 4.3.2 地基的最終沉降量地基最終沉降量是指地基土層在建筑物荷載作用下達到壓縮穩定時基礎底面的沉降量，計算地基最終沉降量的常用方法有，分層總和法、建筑地基基礎設汁規范GB50007-2002推蔣的方法(以下簡稱規范方法)和彈性力學公式。一、分層總和法 采用分層總和法計算地基的最終沉降量時，將壓縮層范圍內的土層分成n個分層，應用彈性理論計算在荷載作用下各分層中的附加應力，采用單向壓縮條件下的壓縮性指標，分別計算各分層的壓縮量，然后求和得到總沉降量。 各分層壓縮量的計算方法與薄壓縮層地基的沉降計算方法相同。1. 分層總和法假設： （1）基底附加壓力為局部柔性荷載，對非均質地基，由其引起的附加應力分布可按均質地基計算； （2）只須計算豎向附加應力作用下的土層壓縮變形導致的地基沉降，剪應力忽略不計； （3）土層壓縮時不發生側向變形。由于以上假設，各分層的土就處于單向壓縮狀態，應采用側限條件下得到的壓縮性指標來計算各分層的壓縮量。2. 計算地基最終沉降量s的分層總和法的公式如下： (4-7)圖4-3 地基最終沉降量計算的分層總和法(4-8)式中： S地基最終沉降量（mm）;n地基沉降計算范圍內所劃分的土層數；P1i作用在第i層土上的平均自重應力；P2i作用在第i層土上的平均自重應力與平均附加應力之和；i第i層土的壓縮系數（kPa-1）；3. 計算方法及步驟： （1)按比例尺繪出地基剖面圖和基礎剖面圖； （2)分層：一般hi0.4b(b為基礎寬度)或1-2m，還需考慮下述條件： 地質剖面圖中的天然土層，應為分層面； 地下水位處，應為分層面； 基底附近附加應力變化大，分層厚度應小些，使各計算分層的附加應力分布可視為直線。 （3）計算基底中心點下各分層面上土的自重應力，并繪制自重應力分布曲線； （4）計算基底中心點下各分層面上土的附加應力，并繪制附加應力分布曲線； （5）計算基底中心點下各土層的自重應力平均值和附加應力平均值； （6）令P1i=自重應力平均值，P2i=自重應力平均值+附加應力平均值，從該土層的曲線中由P1i 及P2i查出相應的e1i和e2i。按公式（4-1）計算每一分層土的變形量si。 或 (4-9) （7）確定地基沉降計算深度zn沉降時應考慮其土體變形的深度范圍內的土層稱為地基壓縮層，該深度稱為地基沉降計算深度。 zn的下限采用應力比法確定： 一般zn /czn 0.2（軟土0.1）； 存在基巖時zn可取至基巖表面為止。 (8) 在地基沉降計算深度zn范圍內的si總和即為地基的最總沉降量。二、建筑地基基礎設汁規范GB50007-2002方法 規范法(或應力面積法)實質上是一種簡化了的分層總和法，與傳統的分層總和法相同之處，也是采用單向壓縮條件下的壓縮性指標，與傳統的分層總和法不同之處：基本上按天然土層就當作一層來計算變形量，省去了分層總和法中壓縮性指標隨深度變化的麻煩；采用平均附加應力系數，使繁瑣的計算工作表格化、簡單化；規定了地基沉降計算深度(zn)的標準，考慮了基礎大小這一因素，比應力比法更為合理；提出了地基的沉降計算經驗系數s，使得計算結果接近于實測值；1.建筑地基基礎設汁規范GB50007-2002方法計算公式為：圖4-4 采用平均附加應力系數計算沉降量的分層示意圖(4-10)(4-11)式中： s地基最終沉降量（mm）； s沉降計算經驗系數，根據地區沉降觀測資料及經驗確定，無地區經驗時，可按表4.2取用；n地基沉降計算范圍內所劃分的土層數(如圖4-4)；Esi基礎底面下第i層土的壓縮模量，按實際應力范圍取值，（MPa）；P0對應于荷載效應準永久組合時的基礎底面處的附加壓力，（MPa）； zi、zi-1基礎底面至第i層土、第i-1層土底面的距離（m）；、基礎底面至第i層土、第i-1層土底面范圍內的平均附加應力系數，可按規范附錄K采用，或教材表4.5取用。2. 地基沉降計算深度zn （1）規范法采用相對變形作為控制標推(簡稱變形比法)，即要求滿足：(4-12) 式中 si在計算深度zn范圍內，第i層土的計算沉降值（mm）；s/n在計算深度處zn處向上取厚度為z (見圖4-4)土層的計算沉降值（mm）。z按表4.1確定。 按上式計算確定的zn下仍有軟弱土層時，在相同壓力條件，變形會增大，故尚應繼續往下計算直至軟弱土層中所取規定厚度zn的計算沉降滿足上式為止。z值 表4.1礎寬度b(m)b22b44b88b1515b30b30z (m)0.30.60.81.01.21.5（2）當無相鄰荷載影響，基礎寬度在1-30m范圍內時，確定基礎中點的地基沉降計算深度zn可用下式公式估算：(4-13)式中 b基礎寬度（m），lnb為b的自然對數值。（3）當沉降計算深度范圍內存在基巖時，可取至基巖表面為止。當存在較厚的堅硬粘土層，其孔隙比小于0.5、壓縮模量大于50 MPa，或存在較厚的密實砂卵石層，其壓縮模量大于80 MPa時zn可取至該層土表面。3. 沉降計算經驗系數s 沉降計算經驗系數s，根據地區沉降觀測資料及經驗確定。s可按下表4.2采用。沉降計篡經驗系數s 表4.2 （MPa）基底附加應力2.54.07.015.020.01.41.31.00.40.21.11.00.70.40.2s選取是同地基附加壓力及zn范圍內壓縮模量當量值有關的，該值按下式計算：(4-14)式中 沉降計算深度范圍內壓縮模量的當量值；Esi沉降計算深度范圍內某一土層的Esi值； Ai沉降計算深度范圍內某一土層的附加應力面積，即： 顯然，應用上式進行計算能夠充分體現各分層土的Es值在整個沉降計算中的作用，使在沉降計算中Es完全等效于分層的Es。4. 建筑地基基礎設汁規范GB50007-2002方法計算步驟： 比例尺繪出地基剖面圖和基礎剖面圖； 計算基底的附加應力； 計算分層的壓縮量； 確定地基壓縮層厚度； 計算 ，查表4.2確定經驗修正系數s； 計算最終沉降量S。三、彈性力學公式 均布矩形荷載作用下地基沉降的彈性力學公式的一般表達式：(4-15)式中 無量剛沉降影響系數，查表4.3。沉降影響系數 表4.3計算點位置荷載面形狀圓形方形矩 形（l/b）基礎-1.01.52.0.3.04.05.06.07.08.09.010.0100.0柔性c0m0.641.000.850.560.120.950.681.361.150.771.531.300.891.781.520.981.961.701.052.101.831.112.221.961.162.322.041.202.4020121.242.482.191.272.542.252.004.012.70剛性r0.790.881.081.221.441.611.72-2.123.40柔性基礎：c 角點沉降影響系數； 0 中點沉降影響系數； m平均沉降影響系數。剛性基礎：中心荷載：r 剛性基礎的沉降影響系數。 偏心荷載沉降后基底為一傾斜面，基底形心處的沉降（即平均沉降）可參考其它書籍。彈性力學公式可用來計算短暫荷載作用下地基的沉降和傾斜，此時認為地基不產生體積變形。四、最終沉降量方法討論 分層總和法與建筑地基基礎設汁規范GB50007-2002方法均是單向壓縮的分層總和法。前者的最終沉降量是按附加應力z計算，后者是按附加應力面積計算；前者的沉降計算深度是按應力比計算，后者是按變形比計算；前者的計算結果與實測比較：中等地基土s計s實，軟土地基s計s實，堅實地基s計s實；后者引入沉降計算經驗系數s，使s計s實。 彈性力學方法還無法考慮相鄰基礎的影響，但是它可用來計算剛性基礎在短暫荷載作用下地基的沉降和傾斜。五、地基最終沉降量的組成在荷載作用下，粘性土地基的總沉降量s由三部分組成，即： (4-16)式中 sd瞬時沉降；sc固結沉降（主固結沉降）；ss次固結沉降。 目前關于瞬時沉降、固結沉降和次固結沉降的計算結果，與實際情況尚存在較大差距。從實用上看，可采用信息化施工，利用沉降觀測資料來推算后期沉降量（雙曲線法、對數曲線法等）。4.3.3應力歷史對地基沉降的影響一、天然土層應力歷史 應力歷史：土體在歷史上曾經受過的應力狀態。 固結應力：能夠使土體產生固結或壓縮的應力。 前期固結應力：土在歷史上曾受到過的最大有效應力包括自重壓力和其他荷載作用形成的最大豎向有效固結壓力，稱為前期（先期）固結壓力，常用pc表示?，F有有效應力： p01超固結比：OCR= pc/ p0式中 pc土層在過去歷史上曾經受過的最大固結壓力； p0目前土層所承受的上覆土重。2天然土層三種不同狀態 pc=p0 正常固結土 pcp0 超固結土 pcp0 欠固結土二、 先期固結壓力的確定 確定pc的方法很多，應用最廣的方法是卡薩格蘭德法。祥見教材第四章。4.3.4 地基變形與時間關系一、飽和土的滲透固結 飽和土中的有效應力有效應力原理： （4-17）式中 土所受到的總應力； /土所受到的有效應力； u土所受到的孔隙水壓力。 土的固結過程的兩種特性：隨著土中水的排出，土體孔隙比減小，土體產生壓縮，體積變小；隨著超靜孔隙水壓力的消散，有效應力逐漸增大，土體的抗剪強度得到提高。工程中常應用固結過程的這兩種特性，通過排水固結法對軟粘土地基進行改良，達到減小工后沉降、提高地基承載力的目的。二、太沙基一維固結理論 土的固結是土力學學科中最根本的課題之一。一維固結理論研究土體在荷載作用下土中水的流動和土體的變形僅發生在一個方向的土體固結問題。1. 一維固結理論基本假定：荷載沿水平面無限均勻分布，單向固結、單向排水；土是均質的、各向同性和完全飽和的；土粒和水是不可壓縮的；k，a是常數；荷載是瞬時施加的；滲流服從達西定律。2. 一維固結理論基本公式地基最終沉降量 （4-18） 豎向固結系數 （4-19）豎向固結時間因素 (4-20）式中 K滲透系數； e土在自重應力下的孔隙比； a壓縮系數； T時間； H壓縮土層最遠的排水距離，當土層為單面排水時，H取土層的厚度；雙面排水時， 水由土層中心分別為上下兩方向排出，此時H應取土層的厚度一半。3. 固結度 地基在荷載作用下，歷經時間t的固結沉降量sct與其最終沉降量sc之比稱為固結度，即：（4-21）固結度Ut是時間因數Tv的函數：（4-22）式中 sc地基的最終沉降量，可參照分層總和法計算（m）； sct地基在時間t的主固結沉降量（m）；m正奇整數（1，3，5，）；e自然對數的底； 為了便于實用，可按（4-22）式繪制出各種不同附加應力分布及排水條件下的固結度Ut與時間因數Tv的關系曲線，曲線祥見教材圖4.30。利用公式（4-21）、（4-22）及Ut與Tv的關系曲線可方便地解決以下兩類工程問題：求算地基在任意時刻的沉降量，即已知t求s。若已知地基的荷載作用時間t和最終沉降量s（可按單向壓縮分層總和法求得），則先計算TV，再計算或查Ut與Tv的關系曲線圖（祥見教材圖4.30）得時間t的固結度Ut，便可計算出荷載作用時間t時的地基沉降量s。 求算地基達到某一沉降量所需的時間，即已知s求t。若已知地基的沉降量st和最終沉降量s，則計算固結度Ut后，查Ut與Tv的關系曲線圖（祥見教材圖4.30）得Tv，便可計算出完成沉降量st所需的荷載作用時間t。 4.4例題分析1. 某土層厚4m，原自重壓力p1=160kPa?，F在考慮在該土層上建造建筑物，估計會增加壓力p=140kPa。土的壓縮試驗結果如表4.4，求該土層的壓縮變形量為多少？辨別該土的壓縮性？土壓縮試驗結果 表4.4p（kPa）050100200300400e1.4061.2501.1200.9900.9100.850解：已知：p1=160kPa，p=140kPa ，h =5m， p2= p1+p =100+150=300 kPa 由壓縮試驗結果可得：e1=1.04，e2=0.91，（p2=300kPa用上表結果插入求得）則該厚度為4m的土層的壓縮變形量為： 或用另一法求： 由a=0.94MPa-1，此土為高壓縮性土。2. 用建筑地基基礎設計規范GB50007-2002方法計算，圖4-5中柱基中心處的最終沉降量，沉降的計算深度應符合（4-12）式要求，沉降計算經驗系數按表4.2采用。圖4-5 計算題2解：(1) 求基底附加壓力計算變形荷載應取標準值KN基礎及臺階上土重標準值 KN基底壓力 KPa附加壓力 KPa(2) 估計沉降計算深度zn由公式（4-13），b=2.5m ，zn=b(2.5-0.4lnb)=2.5(2.5-0.4ln2.5)=5.33m值得注意的是層土的Es值變小，應按公式(4-12)復核深度zn是否滿足要求，由表4.1，z=0.6 所以取最小的計算深度zn=5.6m地基沉降量計算過程見表4.5。由規范附錄K或教材表4.5查矩形面積上均布荷載作用下角點的i。沉降量計算 表4.5zl/bz/b(kPa)()(cm)(cm)0100.2500.234642004.14.11.010.80.23460.23460.322465003.77.85.014.00.11140.5570.014830000.368.165.614.480.10210.5720.024630001.19.267.015.60.08520.5960.0087400000.0169.287.616.080.7960.6050.6051復核計算深度znzn=5.05.6 m ， zn=0.6 m S/n=0.36cm cm ，應再往下算zn=7.07.6 m ，zn=0.6 m，S/n=0.16cmcm ，已符合要求確定最終沉降量由表4.2， P0fk，由公式(4-10)，S/=1.15639.28=10.73 cm3. 某矩形基礎及地質資料如圖4-6所示，試用建筑地基基礎設計規范GB50007-2002方法計算地基的沉降量（s=1.2）。圖4-6 計算題3解：求基底壓力和附加壓力150kPa =150-17.51.5=123.75kPa 確定沉降計算深度Zn Zn=b(2.5-0.4b)=2（2.50.42）=4.5m 由于下部Zn4m處為基巖,在沉降計算深度范圍內，故Zn取4m沉降計算沉降計算過程見表4.6。沉降量計算 表4.6點號zil/bz/b/2iziizii-zi-1i-1p0/EsiSi(mm)SiSn/Si001.501.0000045.62131.530.61321839.601839.600.02489.0023.71.53.70.53651985.05145.450.06193.01341.540.50842033.6048.550.061957.630.0522則基礎最終沉降量得 : mm4. 某飽和粘性土層厚10m，粘土層的邊界條件如圖4-7 所示，上下層面處均為排水砂層，地面上作用著無限均布荷載p =196.2kPa，已知粘土層的初始孔隙比e = 0.9，滲透系數k = 2.0cm/ a = 6.310-8cm/ s，壓縮系數a = 0.02510-2 / kPa-1。試求：（1）荷載加上一年(a)后，地基沉降量為多少厘米？（2）加荷后歷時多久，粘土層的固結度達到90。圖4-7 計算題4解：無限均布荷載，粘土中附加應力沿深度均勻分布，即：z=P0=196.2 kPa粘土層最終沉降量： 豎向固結系數： 雙面排水，時間因素：查表：曲線a =1 得相應的固結度Ut=81.5 ，那么t=1 a（年） 時的沉降量： 由固結度Ut定義：得st=25.80.9=23.22 cm，由Ut=90.0，查得a =1時的曲線圖，得Tv=0.848。4.5習題4.5.1簡述題1.何謂土的壓縮性？引起土壓縮的原因是什么？2.簡述壓縮系數、壓縮指數、壓縮模量和固結系數的定義?3.分層總和法有哪些重要的假定？與實際情況相比，對計算結果產生什么影響？4.建筑地基基礎設計規范法與分層總和法計算地基沉降量的原理有何不同點?5.分層總和法和規范法是如何確定沉降計算深度zn的？6.有效應力和孔隙水壓力的物理意義是什么？在固結過程中，兩者怎樣變化？7.簡述飽和土的有效應力原理?8.什么是土的前期固結壓力?怎樣從它與上覆土層的自重應力之間的關系來判斷正常固結(或壓密)土、超固結和欠固結土？9.兩個基礎，底面的附加壓力相同，面積相同；但埋置深度不同，若壓縮層內土的性質相同，試問哪一個基礎的沉降大？若基礎的面積不同，但埋置深度相同，哪一個基礎的沉降大？為什么？10.土的彈性模量、變形模量與壓縮模量有何不同？采用分層總和法或規范推薦公式計算地基最終沉降量應采用哪種模量？用彈性理論方法計算地基沉降量應采用哪種模量？在計算高聳結構物風荷載作用下的傾斜應采用哪個模量？4.5.2填空題1.土的壓縮性是指 的特性。2.土在側限條件下的壓縮性指標有 、 和 。3.土的壓縮性通常由三部分組成，其中最主要的是 。4.室內壓縮試驗要求土樣是 ，在 條件下受壓。5.土的壓縮隨時間增長的過程，稱為土的 。6.由孔隙比e和壓力p所表示的壓縮曲線斜率為_ _，p的對數值所表示的壓縮曲線后段直線段的斜率則為_ _。7.土的壓縮模量Es用室_ _ 試驗確定，Es隨沉降量的增加而_ _。8.土的壓縮模量Es越大，地基的變形越 。9.土的壓縮性愈小時，變形模量愈_，壓縮曲線愈_。10.土的變形模量Ec可由現場_ _試驗測定，其大小隨沉降量增加而_ _。11.地基的最終沉降量通常用分層總和法和規范法進行，地基壓縮層的深度zn計算控制:分層總和法用_ _比值，而規范法采用_ _比值。12.土層的固結度也就是土中 向 轉移過程的完成程度。13.粘性土在荷載作用下，地基的最終沉降量通常由 沉降 沉降和 ，一般說其中 和 相比，?？梢院雎圆挥?。14.飽和粘土層上為粗砂層，下為不透水的基巖，則在固結過程中，有效應力最大的位置在粘土層的 部。15.當地基上覆土層的自重P0小于歷史上所受過的最大壓應力Pc時，該地基土屬_固結土。 16. 如兩飽和粘性土層的厚度和性質以及土中應力條件相同，但排水條件不相同，則達到同一固結度時，雙面排水的飽和粘土層所需歷時為單面排水的_ _ %。17.地基最終沉降量的計算方法有 、 和 三種。其中在計算附加應力系數時，采用 法進行計算。 18.從土的回彈曲線和再壓縮曲線顯示出土的壓縮變形是由 和 兩部分組成。19.土質相同、厚度不同土層，荷載和排水條件相同時，達到相同固結度所需時間之比等于排水距離 之比。20.根據建筑經驗，在估算建造物的相鄰荷載的影響時，一般情況下，相鄰基礎凈距為 m，可去相鄰荷載的影響。4.5.3選擇題1.土體的壓縮變形主要是由下述（ ）變形引起的? A. 土孔隙體積的壓縮變形 B. 土顆粒的體積壓縮變形 C. 土孔隙和土顆粒的體積壓縮變形之和2. 有A、B、C三個基礎，均為條形基礎，其他條件和埋置深度以及地質條件均相同, 基底均布壓力PA=PC=PB/2，基礎寬度BA=BB=BC/2，則各基礎中點下的沉降量(S)為（ ）。 A. SASBSC B. SA=SBSBSC 3. 用粘土試樣和砂土試樣分別進行室內壓縮試驗，則兩者所需固結穩定的時間為（ ）。 A粘土比砂土快 B. 粘土比砂土慢 C. 兩者相同4. 超固結土與欠固結土相比， 前者壓縮性較后者（ ）。 A. 無區別 B. 大 C. 小5. 當土的壓縮系數a=0.5MPa-1時， 此土屬于（ ） 土。 A. 高壓縮性 B. 中壓縮性 C. 低壓縮性6.土在初次加荷時的壓縮指數一般（ ）再壓縮指數。 A. 大于 B. 小于 C. 等于7. 一處上面為排水砂層、下面為不透水巖層所限制的、厚度為H的壓縮性粘土層，其完成一定固結度所需的時間與（ ）成正比。 A. 層厚H的平方根 B. 層厚H的平方 C. 層厚H的立方 D. 層厚H8. 已知某地基土在P1作用下的e1=1.06，在P2作用下的e2=0.95，此土的壓縮系數a最接近下列何項數值？ A . 0.0013 B. 0.0008 C. 0.006 D. 0.0039. 已知e1=1.05，a=0.001，此土的壓縮模量Es最接近下列何項數值？ A. 1584.6kN/m2 B. 2050 kN/m2 C. 158.46 kN/m2 D. 568 kN/m210. 已知e1=1.05，e2=0.90，此土層厚度h=1100mm，此土層的壓縮變形量，最接近下列何項數值？ A. 64.1mm B. 80.5mm C. 55.30mm D. 70.00mm11.土體的壓縮性可用壓縮系數a來表示 ，通常（ ）。 A. a越大，土的壓縮性越小 B. a越大，土的壓縮性越大 C. a 的大小與壓縮性的大小無關12.土體壓縮性e-p曲線是在何種條件下試驗得到的？（ ） A. 完全側限 B. 無側限條件 C. 部分側限條件13.壓縮試驗得到的e-p曲線，其中p是指何種應力？（ ） A. 孔隙應力 B. 總應力 C. 有效應力14.當土為欠固結狀態時，其先期固結壓力Pc與現有土層自重應力P0=z的關系為（ ）。 A. Pc P0 B. Pc = P0 C. Pc P015. 從野外地基荷載試驗ps曲線上求得的土的模量為（ ）。 A. 壓縮模量 B. 彈性模量 C. 變形模量16. 在室內壓縮試中，土樣的應力狀態與實際中哪一種荷載作用下的應力狀態一致。（ ） A. 無限均布荷載 B. 條形均布荷載 C. 矩形均布荷載17.用分層總和法計算地基沉降時，附加應力曲線表示什么應力? （ ） A. 總應力 B. 孔隙水壓力 C. 有效應力18. 有兩個條形基礎，基底附加應力分布相同，基礎寬度相同，埋置深度也相同，但是基底長度不同，試問兩基礎沉降有何不同? （ ） A. 基底長度大的沉降量大 B. 基底長度大的沉降量小 C. 兩基礎沉降量相同19. 在基礎底面以下壓縮層范圍內，存在有一層壓縮模量很大的硬土層，按彈性理論計算附加應力分布時，有何影響? （ ） A.沒有影響 B.附加應力變大 C. 附加應力變小20. 粘土層的厚度均為4m，情況之一是雙面排水，情況之二是單面排水，當地面瞬時施加一無限均布荷載，兩種情況土性相同 ,達到同一固結度Ut=1.128(Tv)1/2所需要的時間差是多少? （ ） A. 2倍 B. 4倍 C. 8倍4.5.4計算題1. 某土樣壓縮前高度為20mm，孔隙比0.8，當加壓力分別為100kN/m2和200KN/m2穩定后土樣的高度為19.5mm 和 19.1mm，問此時孔隙比各為多少？土的壓縮模量為Es(1-2)為多少？ 判斷該土的壓縮性？2. 某工程地基鉆孔