土力学第四章

1、土力学主编 杨有莲 詹述琦第4章土的压缩性与固结理论知识要求：土 的 压 缩 试 验 与 压 缩 指 标 ； 土 的 应 力 历 史 对 于 土 体 压 缩 性 的 影 响 ； 地 基 沉 降 计 算 ；土 的 固 结 理 论 。理 解 土 的 压 缩 试 验 ， 能 够 确 定 土 的 压 缩 性 和 压 缩 指 标 ； 了 解 应 力 历 史 及 先 期 固 结 压 力 的 概 念 ， 以 及 先 期 固 结 压 力 的 确 定 和 压 缩 曲 线 的 修 正 ； 会 用 分 层 总 和 法 、 规 范 法 计 算 土 的 沉 降 ；掌 握 太 沙 基 一 维 固 结 理 论 ； 了 解

2、固 结 系 数 的 测 定 方 法 和 固 结 理 论 的 研 究 进 展 。能力目标：PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出4.1概述试试 验验 研研 究究 表表 明明 ， 在在 一一 般般 压压 力力 （ ） 作作 用用 下下 ， 土土 粒粒 和和 土土 中中 水水 的的 压压 缩缩 量量 与与 土土 体体 的的 压压 缩缩 总总 量量 之之 比比 是是 很很 微微 小小 的的 （小（小 于于 ），）， 可可 以以 忽忽 略略 不不 计计 ； 很很 少少 量量 封封 闭闭 的的 土土 中中 气气 被被 压压 缩缩 ， 也也 可可 忽忽 略略 不不 计计 。因。因 此此 ， 土土

3、 的的 压压 缩缩 是是 指指 土土 中中 孔孔 隙隙 的的 体体 积积 缩缩 小小 ， 即即 土土 中中 水水 和和 土土 中中 气气 所所 占占 的的 体体 积积 减减 小小 。 PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出图图 - - 为为 不不 均均 匀匀 地地 基基 上上 某某 实实 验验 楼楼 事事 故故 示示 例例 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出4.2土的压缩性一、土的压缩试验与压缩指标一、土的压缩试验与压缩指标土土 的的 压压 缩缩 试试 验验 所所 用用 的的 仪仪 器器 设设 备备 主主 要要 是是 由由 固固 结结 容容 器器 、 加加 压压

4、设设 备备 和和 量量 测测 设设 备备 组组 成成 的的 固固 结结 仪仪 ，如，如 图图 - 所所 示示 。土土 的的 压压 缩缩 试试 验验 与与 压压 缩缩 曲曲 线线PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出 采采 用用 如如 下下 假假 定定 ：（ ） 试试 验验 过过 程程 中中 土土 颗颗 粒粒 本本 身身 没没 有有 压压 缩缩 ；（ ） 在在 沿沿 试试 样样 的的 横横 截截 面面 和和 高高 度度 范范 围围 附附 加加 应应 力力 均均 匀匀 分分 布布 ；（ ） 试试 样样 不不 允允 许许 有有 任任 何何

5、 侧侧 向向 变变 形形 ；（ ） 压压 缩缩 过过 程程 中中 试试 样样 的的 横横 截截 面面 面面 积积 保保 持持 不不 变变 。测测 定定 土土 样样 在在 各各 级级 压压 力力 p 作作 用用 下下 土土 样样 竖竖 向向 变变 形形 稳稳 定定 后后 的的 压压 缩缩 量量 S 后后 ， 算算 出出 相相 应应 的的 孔孔 隙隙 比比 e ， 从从 而而 绘绘 制制 土土 的的 e-p 曲曲 线线 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出如如 图图 - 所所 示示 ， 设设 土土 样样 的的 初初 始始 高高 度度 为为H 、 初初 始始 孔孔 隙隙 比比 为为

6、e ； 压压 缩缩 稳稳 定定 后后 的的 孔孔 隙隙 比比 为为 e 、压、压 缩缩 后后 土土 样样 高高 度度 为为 H 、 在在 外外 荷荷 载载 p 作作 用用 下下 变变 形形 稳稳 定定 后后 的的 压压 缩缩 量量 为为 S ， 则则 HHS 。 由于由于 土土 颗颗 粒粒 不不 能能 被被 压压 缩缩 ， 即即 在在 试试 验验 过过 程程 中中 土土 颗颗 粒粒 的的 体体 积积 V保保 持持 不不 变变 ， 而而 且且 试试 验验 过过 程程 中中 土土 样样 横横 截截 面面 面面 积积 A不不 变变 ， 根根 据据 这这 两两 个个 假假 定定 ， 有有0101110

7、01111AHAHeeHeHe1000(1)SeeeHPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出由由 此此 可可 见见 ， 只只 要要 测测 定定 土土 样样 在在 各各 级级 压压 力力 p 作作 用用 下下 变变 形形 稳稳 定定 后后 的的 压压 缩缩 量量 S ， 就就 可可 按按 上上 式式 算算 出出 相相 应应 的的 孔孔 隙隙 比比 e ， 从从 而而 绘绘 制制 土土 的的 压压 缩缩 曲曲 线线 。压压 缩缩 曲曲 线线 可可 按按 两两 种种 方方 式式 绘绘 制制 ， 一一 种种 是是 采采 用用 普普 通通 直直 角角 坐坐 标标 绘绘 制制 的的 e-p 曲

8、曲 线线 ， 如如 图图 -（）（） 所所 示示 ； 另另 一一 种种 是是 采采 用用 半半 对对 数数 直直 角角 坐坐 标标 （表（表 示示 压压 力力 的的 横横 坐坐 标标 采采 用用 常常 用用 对对 数数 ）绘）绘 制制 的的 e-p 曲曲 线线 ， 如如 图图 -（）（） 所所 示示 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出土土 的的 回回 弹弹 及及 再再 压压 缩缩 曲曲 线线PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出土土 的的 压压 缩缩 系系 数数 和和 压压 缩缩 指指 数数土土 体体 在在 侧侧 限限 条条 件件 下下 孔孔 隙隙 比比 减减 小

9、小 量量 与与 有有 效效 压压 应应 力力 增增 量量 的的 比比 值值 ，即，即 e-p 曲曲 线线 中中 某某 一一 压压 力力 范范 围的围的 割割 线线 斜斜 率率 称称 为为 压压 缩缩 系系 数数 （- ）。）。 地地 基基 计计 算算 中中 ， 其其 压压 力力 范范 围围 应应 取取 土土 的的 自自 重重 应应 力力 至至 土土 的的 自自 重重 应应 力力 与与 附附 加加 应应 力力 之之 和和 的的 范范 围围 。dpdea1221eeeatgppp 设设 该该 割割 线线 与与 横横 坐坐 标标 的的 夹夹 角角 为为 ， 则则PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展

10、课程试验退出11从从 曲曲 线线 上上 可可 见见 ， 它它 并并 不不 是是 一一 个个 常常 量量 ，即，即 在在 同同 一一 压压 缩缩 曲曲 线线 上上 各各 不不 同同 压压 力力 范范 围围 内内 压压 缩缩 系系 数数 有有 所所 不不 同同 。 为为 统统 一一 标标 准准 、 方方 便便 比比 较较 ，土土 工工 试试 验验 方方 法法 标标 准准 （ ） （ 年年 版版 ） 规规 定定 采采 用用 p 0.1 ， p 0.2 时时 所所 对对 应应 的的 压压 缩缩 系系 数数 a 作作 为为 评评 定定 土土 压压 缩缩 性性 高高 低低 的的 指指 标标 ：u低低 压压

11、 缩缩 性性 土土 ： a 0.1 - ；u中中 压压 缩缩 性性 土土 0.1- a 0.5- ；u高高 压压 缩缩 性性 土土 ： a 0.5- 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出图图 - 给给 出出 了了 采采 用用 e-p 曲曲 线线 表表 示示 的的 压压 缩缩 试试 验验 结结 果果 。 在在 e-p曲曲 线线 中中 的的 后后 压压 力力 段段 存存 在在 比比 较较 明明 显显 的的 直直 线线 段段 ， 该该 直直 线线 段段 反反 映映 了了 正正 常常 固固 结结 黏黏 性性 土土 的的 变变 形形 特特 性性 。 土土 的的 压压 缩缩 指指 数数 是

12、是 土土 体体 在在 侧侧 限限 条条 件件 下下 孔孔 隙隙 比比 减减 小小 量量 与与 有有 效效 压压 应应 力力 常常 用用 对对 数数 值值 增增 量量 的的 比比 值值 ， 即即 该该 直直 线线 段段 的的 斜斜 率率 ， 用用 C表表 示示 ， 由图由图 - 可可 知知122211lglglgceeeCppppPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出压压 缩缩 指指 数数 C亦亦 可可 以以 判判 断断 土土 的的 压压 缩缩 性性 大大 小小 。 压压 缩缩 指指 数数 C越越 大大 ， 土土 的的 压压 缩缩 性性 越越 高高 ： 当当 C 0.2时时 ， 属属

13、 于于 低低 压压 缩缩 性性 土土 ； 当当 C 0.2 0.4 时时 ， 属属 于于 中中 压压 缩缩 性性 土土 ； 当当 C 0.4 时时 ， 属属 于于 高高 压压 缩缩 性性 土土 。压压 缩缩 系系 数数 和和 压压 缩缩 指指 数数 的的 关关 系系2121lg/ca ppCpp2121lg/cCappppPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出土土 的的 压压 缩缩 模模 量量 是是 指指 土土 体体 在在 侧侧 限限 条条 件件 下下 的的 竖竖 向向 附附 加加 压压 应应 力力 与与 相相 应应 的的 竖竖 向向 应应 变变 之之 比比 值值 ， 用用 E表表

14、 示示 。土的压缩模量和体积压缩系数土的压缩模量和体积压缩系数 11111111121aeHHpEpaepeaHeeHeeeHsPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出 【例例 - 】从从 一一 黏黏 土土 层层 中中 取取 样样 做做 固固 结结 试试 验验 ， 试试 验验 结结 果果 如如 表表 - 所所 示示 ， 试试 计计 算算 该该 黏黏 土土 的的 压压 缩缩 系系 数数 a 及及 相相 应应 的的 压压 缩缩 模模 量量 E,1-2 ， 并并 评评 价价 其其 压压 缩缩 性性 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出二、 土的荷载试验和变形模量土土 的的

15、压压 缩缩 性性 指指 标标 ， 除除 从从 室室 内内 试试 验验 测测 定定 外外 ， 还还 可可 以以 通通 过过 现现 场场 原原 位位 测测 试试 取取 得得 。现。现 场场 （静（静 ） 荷荷 载载 试试 验验 即即 地地 基基 土土 的的 浅浅 层层 平平 板板 荷荷 载载 试试 验验 ， 就就 是是 工工 程程 地地 质质 勘勘 查查 工工 作作 中中 一一 项项 基基 本本 的的 原原 位位 测测 试试 。现现 场场 （静（静 ） 荷荷 载载 试试 验验 即即 地地 基基 土土 的的 浅浅 层层 平平 板板 荷荷 载载 试试 验验 ， 就就 是是 工工 程程 地地 质质 勘勘

16、 查查 工工 作作 中中 一一 项项 基基 本本 的的 原原 位位 测测 试试 。土土 的的 荷荷 载载 试试 验验PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出根根 据据 各各 级级 荷荷 载载 及及 其其 相相 应应 的的 相相 对对 稳稳 定定 沉沉 降降 的的 观观 测测 数数 值值 ，即，即 可可 采采 用用 适适 当当 的的 比比 例例 尺尺 绘绘 制制 荷荷 载载 p 与与 稳稳 定定 沉沉 降降 s 的的 关关 系系 曲曲 线线 （p-s 曲曲 线线 ），）， 必必 要要 时时 还还 可可 绘绘 制制 各各 级级 荷荷 载载

17、 下下 的的 沉沉 降降 与与 时时 间间 的的 关关 系系 曲曲 线线 （ s-t 曲曲 线线 ）。）。图图-为为 不不 同同 土土 的的 p-s 曲曲 线线 ， 其其 中中 曲曲 线线 的的 开开 始始 部部 分分 往往 往往 接接 近近 于于 直直 线线 ， 与与 直直 线线 段段 终终 点点 对对 应应 的的 荷荷 载载 p 称称 为为 地地 基基 的的 临临 塑塑 荷荷 载载 或或 比比 例例 界界 限限 荷荷 载载 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出对对 于于 直直 线线 变变 形形 阶阶 段段 ，可，可 以以 利利 用用 弹弹 性性 力力 学学 公公 式式 求求

18、 地地 基基 土土 的的 变变 形形 模模 量量 ，即，即 土土 体体 在在 侧侧 向向 自自 由由 变变 形形 条条 件件 下下 竖竖 向向 应应 力力 与与 竖竖 向向 应应 变变 之之 比比 值值 。可可 按按 下下 式式 计计 算算 土土 的的 变变 形形 模模 量量 ：201wbpEsPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出 ） 土土 的的 侧侧 压压 力力 系系 数数土土 的的 侧侧 压压 力力 系系 数数 是是 指指 侧侧 限限 条条 件件 下下 土土 中中 侧侧 向向 应应 力力 （或（或 ） 与与 竖竖 向向 应应 力力 的的 比比 值值 ， 用用K表表 示示 ，

19、即即实实 验验 室室 常常 采采 用用 单单 向向 固固 结结 仪仪 或或 特特 定定 的的 三三 轴轴 压压 缩缩 仪仪 测测 定定 。若。若 无无 试试 验验 条条 件件 ，K可可 参参 考考 表表 - 所所 列列 的的 经经 验验 值值 选选 用用 ， 或或 根根 据据 经经 验验 公公 式式 计计 算算 。 土土 的的 变变 形形 模模 量量0yxzzKPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出由由 土土 的的 侧侧 压压 力力 系系 数数 、 土土 的的 泊泊 松松 比比 的的 定定 义义 ， 按按 照照 广广 义义胡胡 克克 定定 律律 ， 可可 求求 得得 二二 者者 的

20、的 关关 系系 ：01KPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出2 2 ）土）土 的的 变变 形形 模模 量量 及及 其其 与与 压压 缩缩 模模 量量 的的 关关 系系土土 的的 变变 形形 模模 量量 E是是 土土 体体 在在 无无 侧侧 限限 条条 件件 下下 的的 应应 力力 与与 应应 变变 的的 比比 值值 ； 而而 土土 的的 压压 缩缩 模模 量量 E 是是 土土 体体 在在 侧侧 限限 条条 件件 下下 的的 应应 力力 与与 应应 变变 的的 比比 值值 。 从从 理理 论论 上上 说说 ，E与与 E二二 者者 是是 可可 以以 互互 相相 换换 算算 的的 。令

21、，则令，则 E E 。202000211211ssEEKEEK 或2200221111KK PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出三、 土的弹性模量土土 的的 弹弹 性性 模模 量量 是是 指指 土土 体体 在在 无无 侧侧 限限 条条 件件 下下 瞬瞬 时时 压压 缩缩 的的 应应 力力 与与 应应 变变 的的 比比 值值 。确确 定定 土土 的的 弹弹 性性 模模 量量 的的 方方 法法 ，一，一 般般 采采 用用 室室 内内 三三 轴轴 压压 缩缩 试试 验验 或或 单单 轴轴 压压 缩缩 无无 限限 抗抗 压压 强强 度度 试试 验验 得得 到到 的的 应应 力应力应 变变

22、 关关 系系 曲曲 线线 所所 确确 定定 的的 初初 始始 切切 线线 模模 量（量（E）或）或 相相 当当 于于 现现 场场 荷荷 载载 条条 件件 下下 的的 再再 加加 荷荷 模模 量（量（ E）。）。 PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出4.3土的应力历史对土体压缩性的影响一、应力历史及先期固结压力的概念所所 谓谓 应应 力力 历历 史史 ， 是是 指指 天天 然然 土土 层层 在在 形形 成成 过过 程程 及及 其其 地地 质质 历历 史史 中中 ， 土土 中中 有有 效效 应应 力力 的的 变变 化化 过过 程程 。天天 然然 土土 层层 在在 历历 史史 上上 受

23、受 过过 的的 最最 大大 固固 结结 压压 力力 （土（土 体体 在在 固固 结结 过过 程程 中中 所所 受受 的的 最最 大大 竖竖 向向 有有 效效 压压 力力 ），）， 称称 为为 先先 期期 固固 结结 压压 力力 。按。按 照照 它它 与与 现现 有有 压压 力力 相相 对对 比比 的的 状状 况况 ， 可可 将将 土土 （层（层 ） 分分 为为 正正 常常 固固 结结 土土 、 超超 固固 结结 土和土和 欠欠 固固 结结 土土 三三 种种 状状 态态 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出通通 常常 把把 土土 层层 历历 史史 上上 所所 经经 受受 过过 的

24、的 先先 期期 固固 结结 压压 力力 与与 现现 有有 覆覆 盖盖 土土 重重 之之 比比 值值 定定 义义 为为 超超 固固 结结 比比 ， 即即1cOCRppPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出二、 先期固结压力的确定卡卡 萨萨 格格 兰兰 德（德（ ） 提提 出出 了了 根根 据据 e-lgp曲曲 线线 ， 采采 用用 作作 图图 法法 来来 确确 定定 先先 期期 固固 结结 压压 力力 的的 方方 法法 。 其其 作作 图图 步步 骤骤 如如 下下 （见（见 图图 - ）：）：（ ） 在在 e-lgp曲曲 线线 上上 找找 出出 曲曲 率率 半半 径径 最最 小小 的

25、的 一一 点点 A， 过过 A 点点 作作 水水 平平 线线 A及及 切切 线线A ；（ ） 作作A 的的 角角 平平 分分 线线 A ；（ ） 作作 e-lg 曲曲 线线 中中 直直 线线 段段 的的 延延 长长 线线 ， 与与 A交交 于于 B 点点 。 B 所所 对对 应应 的的 应应 力力 即即 为为 先先 期期 固固 结结 压压 力力 p 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出三、 压缩曲线的修正下下 面面 分分 种种 情情 况况 对对 压压 缩缩 曲曲 线线 进进 行行 修修 正正 。正常固结土压缩曲线的修正正常固结土压缩曲线的修正如如 图图 - 所所 示示 ，可，可

26、 根根 据据 施施 默默 特特 曼（曼（ ） 提提 出出 的的 方方 法法 对对 室室 内内 压压 缩缩 曲曲 线线 进进 行行 修修 正正 ， 从从 而而 得得 到到 土土 层层 的的 原原 位位 压压 缩缩 曲曲 线线 ，具，具 体体 步步 骤骤 如如 下下 ：（ ） 作作 点点 b ， 其其 坐坐 标标 为为 （p ，e），）， e为为 土土 样样 的的 初初 始始 孔孔 隙隙 比比 ；（ ） 在在 e-lgp曲曲 线线 上上 取取 点点 c ， 其其 纵纵 坐坐 标标 为为 0.42e ；（ ） 连连 接接 b、c， 并并 认认 为为 bc 即即 为为 土土 层层 的的 原原 位位 压

27、压 缩缩 曲曲 线线 ， 其其 斜斜 率率 为为 土土 层层 原原 位位 的的 压压 缩缩 指指 数数 C 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出如如 图图 - 所所 示示 ，超，超 固固 结结 土土 的的 原原 位位 压压 缩缩 曲曲 线线 可可 按按 以以 下下 步步 骤骤 确确 定定 ：（ ） 作作 b 点点 ， 其其 坐坐 标标 为为 （ p ，e），）， p为为 现现 场场 实实 际际 上上 覆覆 压压 力力 ， e 为为 土土 样样 初初 始始 孔孔 隙隙 比比 。（ ） 根根 据据 室室 内内 压压 缩缩 曲曲 线线

28、 求求 先先 期期 固固 结结 压压 力力p。作。作 直直 线线 mn（p=p）。）。 这这 就就 要要 求求 卸卸 荷荷 时时 的的 压压 力力 大大 于于p ， 所所 以以 一一 般般 需需 先先 通通 过过 压压 缩缩 试试 验验 得得 出出 p值值 ， 再再 用用 另另 一一 个个 试试 样样 进进 行行 回回 弹弹 与与 再再 压压 缩缩 试试 验验 。（ ） 确确 定定 室室 内内 回回 弹弹 曲曲 线线 与与 再再 压压 缩缩 曲曲 线线 的的 平平 均均 斜斜 率率 。 因因 回回 弹弹 曲曲 线线 与与 再再 压压 缩缩 曲曲 线线 一一 般般 并并 不不 重重 合合 ， 可

29、可 以以 采采 用用 图图 - 中中 所所 示示 的的 方方 法法 ， 取取 gf 的的 连连 线线 斜斜 率率 作作 为为 平平 均均 斜斜 率率 。（ ） 过过 b 点点 作作 bb 平平 行行 于于 gf， 交交 mn于于 b 点点 。（ ） 在在 室室 内内 再再 压压 缩缩 曲曲 线线 上上 取取 点点 犮犮 ， 其其 纵纵 坐坐 标标 为为 0.42e （或（或 0.40e ）。）。（ ） 连连 接接 bc。bbc 即即 为为 超超 固固 结结 土土 的的 原原 位位 压压 缩缩 曲曲 线线 。超超 固固 结结 土土 压压 缩缩 曲曲 线线 的的 修修 正正PPT课件课件目录首页习

30、题答案课程拓展课程试验退出欠欠 固固 结结 土土 压压 缩缩 曲曲 线线 的的 修修 正正 方方 法法 与与 正正 常常 固固 结结 土土 相相 同同 ，如，如 图图 - 所所 示示 。欠欠 固固 结结 土土 压压 缩缩 曲曲 线线 的的 修修 正正PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出4.4地基沉降计算一、 斯肯普顿-比伦法计算地基沉降根根 据据 对对 黏黏 性性 土土 地地 基基 在在 外外 荷荷 载载 作作 用用 下下 实实 际际 变变 形形 发发 展展 的的 观观 察察 和和 分分 析析 ， 地地 基基 土土 的的 总总 沉沉 降降 S 是是 由由 三三 个个 分分 量量

31、组组 成成 （见（见 图图 - ）：）：此此 分分 析析 方方 法法 是是 斯斯 肯肯 普普 顿顿 （ ） 地地 基基 沉沉 降降 的的 三三 分分 量量 示示 意意 图图 和和 比比 伦（伦（ ） 提提 出出 的的 比比 较较 全全 面面 的的 计计 算算 总总 沉沉 降降 量量 的的 方方 法法 ， 称称 为为 计计 算算 地地 基基 最最 终终 沉沉 降降 量量 的的 变变 形形 发发 展展 三三 分分 法法 ， 也也 称称 斯斯 肯肯 普普 顿顿 -比比 伦伦 法法 。dcsSSSSPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出瞬瞬

32、 时时 沉沉 降降黏黏 性性 土土 地地 基基 上上 基基 础础 的的 瞬瞬 时时 沉沉 降降 狊狊 按按 下下 式式 估估 算算 ：2001dp bSwEPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出斯斯 肯肯 普普 顿顿 建建 议议 固固 结结 沉沉 降降 量量 S由由 单单 向向 压压 缩缩 条条 件件 下下 计计 算算 的的 沉沉 降降 量量 S 乘乘 以以 一一 个个 考考 虑虑 侧侧 向向 变变 形形 的的 修修 正正 系系 数数 确确 定定 ， 即即固固 结结 沉沉 降降式式 中中 ，S 按按 正正 常常 固固 结结 、 超超 固固 结结 土土 的的 e-lgp 曲曲 线线

33、确确 定定 ； 固固 结结 沉沉 降降 修修 正正 系系 数数 为为 0.2 1.2 。tccSSPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出次次 固固 结结 沉沉 降降 被被 认认 为为 与与 土土 骨骨 架架 蠕蠕 变变 有有 关关 。许。许 多多 室室 内内 试试 验验 和和 现现 场场 测测 试试 的的 结结 果果 都都 表表 明明 ， 在在 主主 固固 结结 完完 成成 之之 后后 发发 生生 的的 次次 固固 结结 的的 孔孔 隙隙 比比 与与 时时 间间 关关 系系 在在 半半 对对 数数 孔孔 隙隙 比比 与与 时时 间间 的的 关关 系系 图图 上上 接接 近近 于于

34、一一 条条 直直 线线 ， 因因 而而 次次 压压 缩缩 引引 起起 的的 孔孔 隙隙 比比 变变 化化 可可 近近 似似 地地 表表 示示 为为次次 固固 结结 沉沉 降降1lgateCt PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出地地 基基 次次 固固 结结 沉沉 降降 的的 计计 算算 式式 如如 下下 ：根根 据据 许许 多多 室室 内内 和和 现现 场场 试试 验验 结结 果果 ，S 值值 主主 要要 取取 决决 于于 土土 的的 天天 然然 含含 水水 率率 w ， 近近 似似 计计 算算 时时 取取 C0.018w 。11lg1nisaiioiHtSCetPPT课件课件目

35、录首页习题答案课程拓展课程试验退出二、 分层总和法计算地基沉降分分 层层 总总 和和 法法 计计 算算 地地 基基 的的 最最 终终 沉沉 降降 量量 ， 是是 以以 无无 侧侧 向向 变变 形形 条条 件件 下下 的的 压压 缩缩 量量 公公 式式 为为 基基 础础 ， 在在 地地 基基 沉沉 降降 计计 算算 深深 度度 范范 围围 内内 划划 分分 为为 若若 干干 分分 层层 ， 计计 算算 各各 分分 层层 的的 压压 缩缩 量量 ， 然然 后后 求求 其其 总总 和和 。基本原理基本原理PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出分分 层层 总总 和和 法法 的的 基基 本本

36、 假假 设设 如如 下下 ：（ ） 土土 的的 压压 缩缩 完完 全全 是是 由由 孔孔 隙隙 体体 积积 减减 小小 所所 致致 ， 而而 土土 粒粒 本本 身身 的的 压压 缩缩 忽忽 略略 不不 计计 ；（ ） 土土 体体 仅仅 产产 生生 竖竖 向向 压压 缩缩 ， 而而 无无 侧侧 向向 变变 形形 ， 计计 算算 中中 用用 到到 的的 土土 的的 压压 缩缩 性性 指指 标标 从从 固固 结结 试试 验验 的的 压压 缩缩 曲曲 线线 即即 e-p 曲曲 线线 确确 定定 。（ ） 在在 划划 分分 的的 各各 土土 层层 高高 度度 范范 围围 内内 ， 假假 定定 应应 力力

37、 是是 均均 匀匀 分分 布布 的的 ， 并并 按按 照照 与与 上上 、 下下 层层 交交 界界 处处 的的 平平 均均 应应 力力 计计 算算 。（ ） 地地 基基 沉沉 降降 计计 算算 深深 度度 是是 指指 自自 基基 础础 底底 面面 向向 下下 需需 要要 计计 算算 压压 缩缩 变变 形形 所所 达达 到到 的的 深深 度度 ， 该该 深深 度度 以以 下下 土土 层层 的的 变变 形形 值值 小小 到到 可可 以以 忽忽 略略 不不 计计 ， 亦亦 称称 地地 基基 压压 缩缩 层层 深深 度度 。基基 本本 假假 设设PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出利利

38、用用 压压 缩缩 试试 验验 成成 果果 计计 算算 地地 基基 沉沉 降降 ， 根根 据据 已已 知知 的的 e-p 曲曲 线线 进进 行行 计计 算算 ， 即即基本公式基本公式按按 照照 式式 （ - ），）， 考考 虑虑 地地 基基 中中 的的 附附 加加 应应 力力 沿沿 地地 基基 深深 度度 衰衰 减减 ， 可可 以以 按按 照照 下下 式式 计计 算算 地地 基基 的的 总总 沉沉 降降 ：12111111seeea ppsHHHHeeeE120000111111seeea ppsdzdzdzdzeeeEPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出由由 于于 上上 述述 公

39、公 式式 在在 工工 程程 使使 用用 中中 计计 算算 烦烦 琐琐 ， 为为 简简 化化 计计 算算 ， 工工 程程 中中 常常 将将 地地 基基 土土 分分 为为 若若 干干 层层 ， 进进 行行 近近 似似 计计 算算 ， 这这 样样 也也 能能 满满 足足 工工 程程 要要 求求 。如。如 图图 - 所所 示示 。计计 算算 时时 必必 须须 先先 确确 定定 地地 基基 压压 缩缩 层层 深深 度度 ，并，并 在在 此此 范范 围围 内内 进进 行行 分分 层层 ， 然然 后后 计计 算算 基基 础础 底底 面面 中中 心心 轴轴 线线 下下 分分 层层 的的 顶顶 、 底底 面面

40、各各 点点 的的 自自 重重 应应 力力 平平 均均 值值 和和 附附 加加 应应 力力 平平 均均 值值 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出地地 基基 沉沉 降降 量量 S 的的 分分 层层 总总 和和 法法 基基 本本 公公 式式 表表 达达 如如 下下 ：因为因为和和所以所以11nniiiiissH21121111iiiiiiiviiiisiappeepmpeeE21121111iiiiiiiiiiviiiiisiappeepsHHHmp HeeE211211111111nnnniiiiiiiiiviiiiiiiiisiappeepsHHHmp HeeEPPT课件课件目

41、录首页习题答案课程拓展课程试验退出（ ） 按按 照照 原原 则则 将将 地地 基基 分分 层层 ；（ ） 自自 地地 面面 以以 下下 ，计，计 算算 地地 基基 中中 各各 层层 分分 界界 面面 处处 的的 自自 重重 应应 力力 ；（ ） 从从 基基 础础 底底 面面 以以 下下 ，计，计 算算 地地 基基 中中 各各 层层 分分 界界 面面 处处 的的 竖竖 向向 附附 加加 应应 力力 及及 其其 分分 布布 ；（ ） 根根 据据 前前 述述 原原 则则 确确 定定 压压 缩缩 层层 厚厚 度度 ；（ ） 计计 算算 各各 层层 的的 平平 均均 自自 重重 应应 力力 和和 平平

42、均均 附附 加加 应应 力力 ；（ ） 根根 据据 各各 层层 的的 平平 均均 自自 重重 应应 力力 和和 平平 均均 附附 加加 应应 力力 ， 在在 不不 同同 土土 层层 的的 e-p 曲曲 线线 中中 确确 定定 相相 应应 的的 孔隙孔隙 比比 ei 和和 ei；（ ） 计计 算算 地地 基基 中中 各各 层层 的的 沉沉 降降 ；（ ） 对对 各各 层层 的的 沉沉 降降 求求 和和 ，计，计 算算 地地 基基 总总 沉沉 降降 。计计 算算 步步 骤骤PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出三、 规范法计算地基沉降建建 筑筑 地地 基基 基基 础础 设设 计计 规规

43、 范范 （ ）推）推 荐荐 的的 最最 终终 沉沉 降降 量量 计计 算算 式式 是是 对对 分分 层层 总总 和和 法法 计计 算算 地地 基基 沉沉 降降 公公 式式 的的 修修 正正 。同同 样样 采采 用用 侧侧 限限 条条 件件 下下 e-p 曲曲 线线 的的 压压 缩缩 性性 指指 标标 ， 但但 运运 用用 了了 平平 均均 附附 加加应应 力力 系系 数数 的的 新新 参参 数数 ， 并并 规规 定定 了了 地地 基基 变变 形形 计计 算算 深深 度度 （地（地 基基 压压 缩缩 层层 深深 度度 ） 的的 新新 标标 准准 ， 还还 提提 出出 了了 沉沉 降降 计计 算算

44、 经经 验验 系系 数数 ， 使使 计计 算算 成成 果果 接接 近近 于于 实实 测测 值值 。 PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出地地 基基 平平 均均 附附 加加 应应 力力 系系 数数 是是 从从 基基 础础 底底 面面 某某 点点 下下 至至 地地 基基 任任 意意 深深 度度 z范范 围围 内内 的的 附附 加加 应应 力力 分分 布布 （见（见 图图 ） 面面 积积 A 对对 基基 础础 底底 面面 附附 加加 应应 力力 与与 地地 基基 深深 度度 的的 乘乘 积积 pz之之 比比 值值 ，即，即 ，如如 图图- 所所 示示 。0/Ap zPPT课件课件目录首

45、页习题答案课程拓展课程试验退出假假 设设 地地 基基 土土 是是 均均 质质 的的 ， 在在 侧侧 限限 条条 件件 下下 的的 压压 缩缩 模模 量量 E不不 随随 深深 度度 而而 变变 化化 ， 则则 从从 基基 础础 底底 面面 某某 点点 下下 至至 地地 基基 深深 度度 z 范范 围围 内内 的的 压压 缩缩 量量 S 计计 算算 式式 为为为为 便便 于于 计计 算算 ， 引引 入入 系系 数数 ，则，则 上上 式改式改 写写 为为0/Ap z000001zzzsszzzAsdzdzEEAdzpdz 0/ssp zE PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出 上上 式

46、式 是是 以以 附附 加加 应应 力力 面面 积积 A 的的 等等 代代 值值 （引引 出出 平平 均均 附附 加加 应应 力力 系系 数数 ） 表表 达达 的的 基基 础础 底底 面面 某某 点点 的的 （竖（竖 向向 ） 变变 形形 量量 公公 式式 。 由由 此此 可可 得得 成成 层层 地地 基基 中中 第第 i 分分 层层 的的 变变 形形 量量 公公 式式 为为则则 按按 分分 层层 总总 和和 法法 计计 算算 的的 地地 基基 变变 形形 公公 式式 为为0p z10111iiiiiiiiisisisiAAApssszzEEE01111nniiiiiisipsszzEPPT课件

47、课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出规规 范范 规规 定定 ， 地地 基基 变变 形形 计计 算算 深深 度度 z 是是 指指 采采 用用 “变变 形形 比比 法法 ”替替 代代 传传 统统 的的 “应应 力力 比比 法法 ” 来来 确确 定分定分 层层 总总 和和 法法 地地 基基 压压 缩缩 层层 深深 度度 ，它由它由 该该 深深 度度 处处 向向 上上 取取 按按 表表 - 规规 定定 的的 计计 算算 厚厚 度度 ， 所所 得得 的的 计计 算算 变变 形形 量量 应应 满满 足足 下下 式式 要要 求求 （包（包 括括 考考 虑

48、虑 相相 邻邻 荷荷 载载 的的 影影 响响 ）：）：10.025nniissPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出按按 上上 式式 确确 定定 的的 地地 基基 变变 形形 计计 算算 深深 度度 下下 有有 较较 软软 弱弱 土土 层层 时时 ， 尚尚 应应 向向 下下 继继 续续 计计 算算 ， 直直 至至 软软 弱弱 土土 层层 中中 所所 取取 规规 定定 厚厚 度度 z 的的 计计 算算 变变 形形 值值 满满 足足 上上 式式 要要 求求 为为 止止 。当当 无无 相相 邻邻 荷荷 载载 影影 响响 ， 基基 础础 宽宽 度度 在在 范范 围围 内内 时时 ， 基基

49、础础 中中 点点 的的 地地 基基 变变 形形 计计 算算 深深 度度 ， 也也 可可 按按 下下 列列 简简 化化 式式 计计 算算 ：在在 地地 基基 变变 形形 计计 算算 深深 度度 范范 围围 内内 存存 在在 基基 岩岩 层层 时时 ， z 可可 取取 至至 基基 岩岩 表表 面面 ； 当当 存存 在在 较较 厚厚 的的 坚坚 硬硬 黏黏 性性 土土 层层 ， 其其 孔孔 隙隙 比比 小小 于于 0.5 、 压压 缩缩 模模 量量 大大 于于 ， 或或 存存 在在 较较 厚厚 密密 实实 砂砂 卵卵 石石 层层 ， 其其 压压 缩缩 模模 量量 大大 于于 时时 ，z 可可 取取

50、至至 该该 层层 土土 表表 面面 。2.50.4lnnzbbPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出 为为 了了 提提 高高 计计 算算 精精 度度 ， 在在 对对 分分 层层 总总 和和 法法 简简 化化 的的 基基 础础 上上 ， 根根 据据 大大 量量 工工 程程 的的 沉沉 降降 观观 测测 结结 果果 ， 规规 范范 提提 出出 ： 地地 基基 变变 形形 计计 算算 深深 度度 范范 围围 内内 的的 计计 算算 变变 形形 量量 S 还还 需需 乘乘 以以 一一 个个 沉沉 降降 计计 算算 经经 验验 系系 数数 ， 其其 定定 义义 为为为为 沉沉 降降 计计 算

51、算 深深 度度 范范 围围 内内 的的 压压 缩缩 模模 量量 当当 量量 值值 ， 按按 下下 式式 计计 算算 ：sE/sssisisiAEAEPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出【例例 】某某 柱柱 下下 独独 立立 基基 础础 为为 正正 方方 形形 ， 边边 长长 l l b b， 基基 础础 埋埋 深深 d d ， 作作 用用 在在 基基 础础 顶顶 面面 的的 轴轴 心心 荷荷 载载 F=1500kPaF=1500kPa。 地地 基基 为为 粉粉 质质 黏黏 土土 ，土，土 的的 天天 然然 重重 度度 16.5kN/m16.5kN/m， 地地 下下 水水 位位 深

52、深 3.53.5， 水水 下下 土土 的的 饱饱 和和 重重 度度 18.5kN/m18.5kN/m ， 如如 图图- - 所所 示。示。 地地 基基 土土 的的 天天 然然 孔孔 隙隙 比比 e e 0.950.95 ， 地地 下下 水水 位位 以以 上上 土土 的的 压压 缩缩 系系 数数 为为 a a0.30MPa0.30MPa- -， 地地 下下 水水 位位 以以 下下 土土 的的 压压 缩缩 系系 数数 为为 a a0.25MPa0.25MPa- -， 地地 基基 土土 承承 载载 力力 特特 征征 值值 f f94kPa94kPa。 试试 采采 用用 分分 层层 总总 和和 法法

53、和和 规规 范范 法法 分分 别别 计计 算算 该该 基基 础础沉沉 降降 量量 。PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出4.5土的固结理论一、 太沙基一维固结理论一一 维维 固固 结结 又又 称称 单单 向向 固固 结结 ， 是是 指指 土土 体体 在在 荷荷 载载 作作 用用 下下 产产 生生 的的 变变 形形 与与 孔孔 隙隙 水水 的的 流流 动动 仅仅 发发 生生 在在 一一 个个 方方 向向 上上 的的 固固 结结 问问 题题 。 为为 了了 求求 得得 饱饱 和和 土土

54、 层层 在在 渗渗 透透 固固 结结 过过 程程 中中 某某 一一 时时 间间 的的 变变 形形 ， 通通 常常 采采 用用 太太 沙沙 基基 提提 出出 的的 一一 维维 固固 结结 理理 论论 进进 行行 计计 算算 。 其其 适适 用用 条条 件件 为为 荷荷 载载 面面 积积 远远 大大 于于 压压 缩缩 土土 层层 的的 厚厚 度度 ， 地地 基基 中中 孔孔 隙隙 水水 主主 要要 沿沿 竖竖 向向 渗渗 流流 。 由由 于于 这这 一一 理理 论论 十十 分分 方方 便便 ， 目目 前前 在在 土土 木木 工工 程程 中中 应应 用用 很很 广广 泛泛 。PPT课件课件目录首页习

55、题答案课程拓展课程试验退出饱饱 和和 土土 的的 渗渗 透透 固固 结结 ， 可可 借借 助助 图图 - 所所 示示 的的 弹弹 簧簧 活活 塞塞 模模 型型 来来 说说 明明 。饱和土的单向固结模型和基本假设饱和土的单向固结模型和基本假设PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出（ ） 土土 均均 质质 、 各各 向向 同同 性性 、 完完 全全 饱饱 和和 。（ ） 孔孔 隙隙 水水 和和 土土 固固 体体 颗颗 粒粒 不不 可可 压压 缩缩 。（ ） 土土 中中 附附 加加 应应 力力 沿沿 水水 平平 面面 无无 限限 均均 匀匀 分分 布布 ， 故故 土土 层层 压压 缩缩

56、和和 水水 的的 渗渗 流流 为为 一一 维维 。（ ） 土土 中中 水水 的的 渗渗 流流 符符 合合 达达 西西 定定 律律 。（ ） 渗渗 透透 固固 结结 过过 程程 中中 ， 渗渗 透透 系系 数数 K 和和 压压 缩缩 系系 数数 a 为为 定定 值值 。（ ） 外外 荷荷 一一 次次 骤骤 然然 施施 加加 ， 且且 沿沿 土土 深深 度度 z 呈呈 均均 匀匀 分分 布布 。单单 向向 固固 结结 理理 论论 的的 基基 本本 假假 设设 条条 件件 如如 下下 ：PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出如如 图图 - 所所 示示 ， 设设 厚厚 度度 为为 H 的的

57、 饱饱 和和 黏黏 土土 层层 ， 顶顶 面面 是是 透透 水水 层层 ， 底底 面面 是是 不不 透透 水水 和和 不不 可可 压压 缩缩 层层 ， 假假 设设 该该 饱饱 和和 土土 层层 在在 自自 重重 应应 力力 作作 用用 下下 的的 固固 结结 已已 经经 完完 成成 ， 现现 在在 顶顶 面面 受受 到到 一一 次次 骤骤 然然 施施 加加 的的 无无 限限 均均 布布 荷荷 载载 p作作 用用 。固固 结结 方方 程程 及及 方方 程程 的的 解解PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出 ） 单单 元元 体体 的的 渗渗 流流 条条 件件 ） 单单 元元 体体 的的

58、 变变 形形 条条 件件 ） 单单 元元 体体 的的 渗渗 流流 连连 续续 条条 件件由由 此此 可可 得得令令则则上上 式式 称称 为为 饱饱 和和 土土 的的 一一 维维 固固 结结 微微 分分 方方 程程 。现现 从从 饱饱 和和 土土 层层 顶顶 面面 下下 深深 度度 z 处处 取取 一一 微微 元元 体体1 1z 来来 考考 虑虑 。2121wkeuuazt11VwkeCa22VuuCztPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出应应 用用 分分 离离 变变 量量 法法 ， 可可 求求 得得 满满 足足 上上 述述 边边 界界 条条 件件 的的 式式 （ - ） 的的 特

59、特 解解 为为2240,1241sin2VmTz tmVVpm zuemHC tTHPPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出土土 层层 的的 平平 均均 固固 结结 度度 是是 指指 地地 基基 土土 在在 某某 一一 压压 力力 作作 用用 下下 ， 经经 历历 时时 间间 狋狋 所所 产产 生生 的的 固固 结结 变变 形形 （压（压 缩缩 ）量）量 S 与与 最最 终终 固固 结结 变变 形形 （压（压 缩缩 ） 量量 S 的的 比比 值值 ， 土土 层层 平平 均均 固固 结结 度度 用用 S表表 示示 ， 即即根根 据据 有有 效效 应应 力力 原原 理理 ， 土土 的的

60、变变 形形 只只 取取 决决 于于 有有 效效 应应 力力 ， 所所 以以 经经 历历 时时 间间 狋狋 所所 产产 生生 的的 固固 结结 变变 形形 量量 取取 决决 于于 该该 时时 刻刻 的的 有有 效效 应应 力力 ， 结结 合合 前前 面面 的的 地地 基基 沉沉 降降 量量 计计 算算 式式 得得固固 结结 度度 及及 其其 应应 用用ttsUs,0000000111HHHHz tzz tz ttHHHzzzadzdzu dzu dzeUadzdzdze PPT课件课件目录首页习题答案课程拓展课程试验退出土土 层层 单单 面面 排排 水水 时时 固固 结结 度度 的的 计计 算算