地基沉降计算第二章

固体颗粒的压缩土中水的压缩空气的排出土的压缩性有两个特点：土的压缩主要是由于孔隙体积减少而引起的。压缩量的组成：水的排出占总压缩量的1/400不到，忽略不计。压缩量主要组成部分。2(2)

粘性土的压缩会随时间而增长，这个随时间而增长的过程就称为土的固结。2.1基本概念与力学指标(1)绝对沉降量(最终沉降)(2)沉降与时间的关系研究建筑物地基沉降包含两方面的内容：本节讲解固结理论a

e

'p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲线△p△e

p p2

p1斜率a

e＝

e1

e21.压缩系数a(一)

e-p曲线及有关指标vs0am

1

E 1

e3(二)

e-lgp曲线及有关指标0.70.60.8e0.9Cc114Celg

p(kPa)在e-lg

p曲线可以得到两个压缩性指标：压缩指数Cc回弹指数Ce压缩模量Es定义：完全侧限下竖向正应力与相应的正应变的比值；测试方法：单向固结压缩试验应用：地基最终沉降量计算(分层总和法、应力面积法)。变形模量E0定义：土侧向

膨胀条件下正应力与相应正应变的比值;测试方法：现场载荷试验或三轴试验;应用：计算砂土地基的最终沉降。弹性模量Ei(或Er)定义：应力与弹性（即可恢复）正应变的比值；测试方法：三轴试验应用：计算回弹变形或瞬时沉降。关于三种模量的52.2

地基沉降计算方法克位移解(点荷载)，利用地表沉降一、弹性理计算理论：采用

克课题的位移解基本假定：地基是均质、各向同性、线弹性的半无限体，基础底面和地基一直保持接触。Erx

2E

y

2Q(1

2

)

Q(1

2)s

E采用何种模量计算？zPw(x,y,0)理论实际6利用点荷载在荷载分布面积上积分得到均布荷载时，积分可得角点的沉降sc为：矩形基础沉降mm22Esc

1)

p0m21m

ln

1

ln(m

(1

)bbpc

02(1

)Em=l/b矩形面积的长宽比；p0为基底附加压力；c称为角点沉降影响系数，是长宽比的函数。用角点法可求得矩形柔性基础上均布荷载下地基任意点沉降。二、分层总和法基本假设:弹性、无侧向变形；压缩层下限天然地面zi-1沉降计算厚度i

icc(

i

-

1)z

(

i

-

1)ciziiicz=(0.2或0.1)cz

0iii

ii1i1i1

e1

ee

e

e

i

H

1i

2i

Hs

Hi1i

ai

(

p2i

p1i

)

H1

eei

ai

pinis

si1三、应力面积法应力面积法是

GB50007-2002中

使用的一种计算地基最终沉降量的方法，故又称为规范方法。zi-1地基沉降计算深度znzi△zzi-13

45

621b13

4ip0i-1p0p0p0第n层第i层ziAi2 1

A

25i-16EsiEsiA

Asi

si

si1

i

i1p

0

(zi

i

zi1

i1

)

0

i1)ii

i1nsiEps

n

i

i1s

i1(z

z

sins

i1Ep0z

i

z

i1

i

i1ss

s

9正常固结土超固结土四、e-lg

p

曲线（考虑应力历史）10S

e

H

C

H

lg(

p2

)1

e

C

1

e

p1

1

1使用推定的原状土压缩曲线正常固结土：超固结土(并假定p2

>p)：e1e2ACp1p2e1BCp1p2p1

H

S

C

p

2

lg

H

e

1

e

CplgpC

1

e

1

1

p

Aepe2lg

p11elg

pes

z

v

e

a

z

z1

e0

1

e0

Eepa压缩系数△e△pelg

pcc压缩指数△e△pe-p（e-lg

p）

曲线计算的非线性e

ap

a

ze

Cc

lg

p

Cc

lg

z

00z1

e1

e

c

e

C

zlg

z12zcz

01

e

0.434C

z

x

y

zzE

1

1

v

E

E

1

1

1

vz

z

x

y

zE为变形模量，v为泊松比11

2ve1

e2

E

1

2v

1

e1

E

1

eEyxz

1

2v

e

e

1

2v

五、考虑侧向变形的影响方法（1957

）为了考虑侧向变形的影响，基于广义定律，提出如下的竖向应变的表达式：13

e1

e2

K

e1

e2

1

e1

1

e1z1Ez1

2v

1

v

z

1

1v

得：n14i1i11

es

K

e1i

e2i修正系数平面应变问题，Ki＝？Skempton－Bjerrum法对于饱和粘性土，考虑侧向变形的修正s

sd

sc

ssvcHs

m

udz0svEm

11

A1

133

1u

B

A

A

3H15cs

1

A

dzv1

m

A

130Hvcs

1m

dz0单向压缩时cs

C

s

c令HHH00H0v

1

0

A1

A1

Adz1dz3dzmv1dz

31m

AC

1.00.5H/B246810圆形基础条形基础s

sd

sc

ss

sd

C

sc

ss对于特定的饱和土体而言，A为土体常数严重超固结（A=0.0~0.25）、一般超固结（A=0.25~0.5）、正常固结（A=0.5~1.0）和灵敏性土（A>1.0）H00H1dz3dz

16ABCDEp0K0p0p0+△

1p0+△

1-△u△uK0p0+△

3

K0(p0+△

1)Skempton－Bjerrum法计算固结沉降时，实际上是采用

AB+DE有效应力路径代替了真实应力路径AB+BC，而传维压缩方法的应力路径为ABE。K0p0+△

3-

△u17Lamb应变等值线方法六、应力路径方法qKfK0p’等线CU应力路径ABCDK=’1/’3E

1

AB

BA11AB段BC段1BC

v

BC

AD3

v

31BEBE31

(1

2vK

)

1

[1

vK

v]

EBEv1

EE1BEBEvADv

=1

2vK1

2v(1

2K

)1

2vK1

2v(1

2K

)v

K01

K0BE段（按Hooker定律）118BE1

2v

(1

2K

)

v1

2v(1

2K

)

1

2vK

BE七、Camclay方法以修正模型为例

p

s

v

dp'M22

M

22

2

42

2

dq

2

2

d

1ep'(M

)dpk1

ep'dp'evd

3GdqdesqKfK0p’屈服面ABDCBC段：不排水瞬时沉降CD段：排水固结沉降CDCDCD1Sv3