1、 土具有變形特性荷載作用地基發(fā)生沉降荷載大小土的壓縮特性地基厚度一致沉降（沉降量）差異沉降（沉降差）建筑物上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力影響結(jié)構(gòu)物的安全和正常使用土的特點(diǎn)（碎散、三相）沉降具有時(shí)間效應(yīng)沉降速率第四章第四章 土的變形特征和地基沉降計(jì)算土的變形特征和地基沉降計(jì)算 第四章第四章 土的變形特征和地基沉降計(jì)算土的變形特征和地基沉降計(jì)算4.1 土的變形特性試驗(yàn)方法4.2 土的一維壓縮性指標(biāo)4.3 地基沉降量計(jì)算4.4 飽和土體滲流固結(jié)理論 特殊應(yīng)力狀態(tài)一維問題一維問題側(cè)限壓縮試驗(yàn)側(cè)限壓縮試驗(yàn)軸對(duì)稱問題軸對(duì)稱問題常規(guī)三軸試驗(yàn)常規(guī)三軸試驗(yàn)一般應(yīng)力狀態(tài)理論拓展、經(jīng)驗(yàn)積累理論拓展、經(jīng)驗(yàn)積累室內(nèi)試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)旁

2、壓試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)原狀土原狀土荷載試驗(yàn)荷載試驗(yàn)室外試驗(yàn)室外試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康模鹤冃巍?qiáng)度特性試驗(yàn)?zāi)康模鹤冃巍?qiáng)度特性靜力觸探試驗(yàn)靜力觸探試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)4.1 土的變形特性試驗(yàn)方法土的變形特性試驗(yàn)方法 側(cè)限：側(cè)向限制不能變形，只有豎向單向壓縮4.1.1 側(cè)限壓縮試驗(yàn)固結(jié)試驗(yàn)）側(cè)限壓縮試驗(yàn)固結(jié)試驗(yàn)）1、試驗(yàn)儀器、試驗(yàn)儀器4.1 土的變形特性試驗(yàn)方法土的變形特性試驗(yàn)方法 4.1 土的變形特性試驗(yàn)方法土的變形特性試驗(yàn)方法 試樣試樣水槽水槽內(nèi)環(huán)內(nèi)環(huán)環(huán)刀環(huán)刀透水石透水石傳壓板傳壓板百分表百分表 施加荷載，靜置 至變形穩(wěn)定 逐級(jí)加大荷載測(cè)定： 軸向應(yīng)力 軸向變形試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置4.1.1 側(cè)限壓縮試驗(yàn)固

3、結(jié)試驗(yàn)）側(cè)限壓縮試驗(yàn)固結(jié)試驗(yàn)）4.1 土的變形特性試驗(yàn)方法土的變形特性試驗(yàn)方法 4.1 土的變形特性試驗(yàn)方法土的變形特性試驗(yàn)方法AsHeAHeVs0001111esHeH110000001Hseee0001Heees4.1.1 側(cè)限壓縮試驗(yàn)固結(jié)試驗(yàn)）側(cè)限壓縮試驗(yàn)固結(jié)試驗(yàn)） P1s1e1e0Pte stP2s2e2P3s3e34.1.1 側(cè)限壓縮試驗(yàn)固結(jié)試驗(yàn)）4.1 土的變形特性試驗(yàn)方法土的變形特性試驗(yàn)方法0001Hseee各荷載作用下豎向變形量和孔隙比隨時(shí)間變化p z1 1EsEe1 A OBACD 初始加荷段OA pEs壓縮模量p卸荷段AB eE回彈模量4.1 土的變形特性試驗(yàn)方法土的變形特

4、性試驗(yàn)方法4.1.1 側(cè)限壓縮試驗(yàn)固結(jié)試驗(yàn)）側(cè)限壓縮試驗(yàn)固結(jié)試驗(yàn)）應(yīng)力歷史對(duì)土的壓縮性有顯著影響 4.1 土的變形特性試驗(yàn)方法土的變形特性試驗(yàn)方法4.1.2 常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)3 3 13 3 壓力室；周圍壓力系統(tǒng)；軸向加壓系統(tǒng)；孔隙水壓力系統(tǒng)；反壓力系統(tǒng)；主機(jī) 4.1 土的變形特性試驗(yàn)方法土的變形特性試驗(yàn)方法4.1.2 常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn) 類型類型施加施加3 3時(shí)時(shí)施加施加1 13 3時(shí)時(shí)量測(cè)量測(cè)固結(jié)固結(jié)排水排水CD固結(jié)固結(jié)排水排水體變體變固結(jié)不排水固結(jié)不排水CU固結(jié)固結(jié)不排水不排水孔隙水壓力孔隙水壓力不固結(jié)不排水不固結(jié)不排水UU不固結(jié)不固結(jié)不排水不排水孔隙水壓力

5、孔隙水壓力4.1 土的變形特性試驗(yàn)方法土的變形特性試驗(yàn)方法4.1.2 常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)閥門V2關(guān)閉施加3，測(cè)u1，得孔壓系數(shù)B維持3 ，施加1- 3，測(cè)u2，則可計(jì)算孔壓系數(shù)A 4.1 土的變形特性試驗(yàn)方法土的變形特性試驗(yàn)方法4.1.2 常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)zz1 1Ei1 1EtzztzzddEE切線模量secEt隨應(yīng)力增大而變小)1 (21211331vv泊松比割線變形模量維持圍壓不變 4.1 土的變形特性試驗(yàn)方法土的變形特性試驗(yàn)方法4.1.2 常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)1212sEE側(cè)限壓縮試驗(yàn)側(cè)限壓縮試驗(yàn)常規(guī)三軸試驗(yàn)常規(guī)三軸試驗(yàn)zp z 4.1 土的變

6、形特性試驗(yàn)方法土的變形特性試驗(yàn)方法4.1.3 土的變形特點(diǎn)和本構(gòu)關(guān)系土的變形特點(diǎn)和本構(gòu)關(guān)系土的主要變形特征： 非線性 彈塑性剪脹縮性壓硬性時(shí)間效應(yīng) 31 1 2131 1 21非線性彈性非線性彈性31 1 132431 1 1324彈塑性彈塑性線彈性線彈性- -理想塑性理想塑性31 1 f 1E31 1 f 31 1 f 1E4.1 土的變形特性試驗(yàn)方法土的變形特性試驗(yàn)方法土的本構(gòu)模型： 4.1.3 土的變形特點(diǎn)和本構(gòu)關(guān)系土的變形特點(diǎn)和本構(gòu)關(guān)系 4.2 土的一維壓縮性指標(biāo)土的一維壓縮性指標(biāo)4.2.1 壓縮曲線與壓縮性指標(biāo) e a(kP ) 0100200 3004000.60.70.80.91

7、.0e epp）（壓縮系數(shù)1-kPapea)(10kPaaepEs側(cè)壓縮模量01ee 011eaEmsv體積壓縮系數(shù) a(kP ) e ee-pe-p曲線缺點(diǎn)：曲線缺點(diǎn)：不能反映土的應(yīng)力歷史不能反映土的應(yīng)力歷史4.2 土的一維壓縮性指標(biāo)土的一維壓縮性指標(biāo)4.2.1 壓縮曲線與壓縮性指標(biāo) p 4.2 土的一維壓縮性指標(biāo)土的一維壓縮性指標(biāo)4.2.1 壓縮曲線與壓縮性指標(biāo) peCclg10010000.60.70.80.9e eCcCc1 11 1CeCe壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)Ce回彈指數(shù)再壓縮指數(shù)）回彈指數(shù)再壓縮指數(shù)）Ce Cc，一般，一般Ce0.1-0.2Cc 特點(diǎn)：有一段較長(zhǎng)的直線段指標(biāo)：指標(biāo)：p/

8、 kPa e-lgp坐標(biāo)系 4.2 土的一維壓縮性指標(biāo)土的一維壓縮性指標(biāo)4.2.1 壓縮曲線與壓縮性指標(biāo) 壓縮性指標(biāo)：Es、a、mv、Cc1p2p建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范：p1= 100KPa，p2=200KPa 低壓縮性土:1-20.1 Mpa-1，Cc0.033中壓縮性土:0.11-20.5Mpa-1, 0.033Cc 1：超固結(jié)OCRpci)：1e2eBCelg 1p2ppcA 4.3 地基沉降量地基沉降量4.3.1 一維壓縮基本課題 lgpccceppeHCppeHCs2111lg1lg1超固結(jié)土(并p2pc)：12lg1ppeHCsoezszszpp21 4.3 地基沉降量地基沉降量4.

9、3.2 沉降計(jì)算的分層總和法 1、基本假定和方法 基底壓力為線性分布 彈性理論計(jì)算基底中心點(diǎn)下附加應(yīng)力側(cè)限條件只計(jì)算主固結(jié)沉降 iSS 4.3 地基沉降量地基沉降量4.3.2 沉降計(jì)算的分層總和法 2、計(jì)算步驟 不考慮地基回彈的情形：沉降量從原基底算起；適用于基礎(chǔ)底面積小，埋深淺，施工快。考慮地基回彈的情形：沉降量從回彈后的基底算起；基礎(chǔ)底面大，埋深大，施工期長(zhǎng)。 4.3.2 沉降計(jì)算的分層總和法沉降計(jì)算的分層總和法 2、計(jì)算步驟不考慮回彈 d地面地面基底基底1計(jì)算原地基中自重應(yīng)力分布2基底附加壓力p0pp0 d p0 = p - d3確定地基中附加應(yīng)力z分布自重應(yīng)力自重應(yīng)力附加應(yīng)力附加應(yīng)力沉

10、降計(jì)算深度沉降計(jì)算深度z從基底算起；z是由基底附加應(yīng)力 p-d 引起的 4.3.2 沉降計(jì)算的分層總和法沉降計(jì)算的分層總和法 2、計(jì)算步驟不考慮回彈 d地面地面基底基底pp0 d 自重應(yīng)力自重應(yīng)力附加應(yīng)力附加應(yīng)力4確定計(jì)算深度zn 一般土層： z=0.2 sz； 軟粘土層： z=0.1 sz； 一般房屋基礎(chǔ)： Zn=B(2.5-0.4lnB)； 基巖或不可壓縮土層。沉降計(jì)算深度沉降計(jì)算深度 d地面地面基底基底pp0 d 自重應(yīng)力自重應(yīng)力附加應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計(jì)算深度沉降計(jì)算深度5地基分層Hi不同土層界面；地下水位線；每層厚度不宜0.4b或4m；z 變化明顯的土層，適當(dāng)取小。7)各層沉降量求和si

11、6)計(jì)算每層沉降量sisziziHi4.3.2 沉降計(jì)算的分層總和法沉降計(jì)算的分層總和法 2、計(jì)算步驟不考慮回彈 4.3.2 沉降計(jì)算的分層總和法沉降計(jì)算的分層總和法 2、計(jì)算步驟不考慮回彈 規(guī)范法： iiieaHpeasiiiiiA1111siiisiiEHpEsA1i)(A110iiiiizazap)(110iiiisiizzEpsiiHeees1211 2、計(jì)算步驟考慮回彈 4.3.2 沉降計(jì)算的分層總和法沉降計(jì)算的分層總和法 i層地基的沉降量Si = 再壓縮沉降量 S1i + 壓縮沉降量S2i szi szi- d zi可以當(dāng)作超固結(jié)土處理 先期固結(jié)壓力： pci=szi加載前應(yīng)力：

12、p1i=szi-d加載后應(yīng)力： p2i=szi-d+ zi szid szi szidzi BCeA1ie2ie2、計(jì)算步驟考慮回彈 4.3.2 沉降計(jì)算的分層總和法沉降計(jì)算的分層總和法 szii1iei1isziHsClg1ed szizii2ici1iszidHsClg1e i1i2isss 3、沉降量的修正 4.3.2 沉降計(jì)算的分層總和法沉降計(jì)算的分層總和法 sss基底附加應(yīng)力基底附加應(yīng)力2.54.07.015.020.0 p0 fk1.41.31.00.40.2 p0 0.75 fk1.11.00.70.40.2sE siiisEAAE當(dāng)?shù)鼗鶠橐痪鶆蛲翆訒r(shí)，直接用土層Es查表；地基為多層土，應(yīng)計(jì)算Es的當(dāng)量值 ，Ai為第i層土附加應(yīng)力系數(shù)曲線圍成的面積ii zi zii zi zihaahA22113、沉降量的修正 4.3.2 沉降計(jì)算的分層總和法沉降計(jì)算的分層總和法 sEAi為第i層土附加應(yīng)力分布圖的面積 1、計(jì)算自重應(yīng)力 1、計(jì)算自重應(yīng)力 2、計(jì)算基底接觸壓力 3、計(jì)算基底附加壓力 4、基礎(chǔ)中心點(diǎn)下地基中豎向附加應(yīng)力，l/b=1，z/b，zi=4ksp05、確定沉降計(jì)算深度，7米 6、計(jì)算基礎(chǔ)中心點(diǎn)最終沉降量，