工程地质与土力学-4土的压缩性与地基沉降计算

第4章土的压缩性与地基沉降计算4.1地基中的应力4.2土的压缩性及压缩性指标4.3地基沉降的计算方法（1）自重应力*****竖向自重应力*****水平向自重应力：（2）基底压力考虑建筑物上部结构的重量、基础的重量以及回填土的重量：（3）基底附加压力基础理置深度为d，基底标高以上天然土层按分层厚度取加权重度：第4章土的压缩性与地基沉降计算4.1地基中的应力4.2土的压缩性及压缩性指标4.3地基沉降的计算方法（4）地基中的附加应力

第4章土的压缩性与地基沉降计算4.1地基中的应力4.2土的压缩性及压缩性指标4.3地基沉降的计算方法竖直集中力作用下地基中的附加应力计算－Valentin

JosephBoussinesq公式讨论：*r=0**z=const***r=const第4章土的压缩性与地基沉降计算4.1地基中的应力4.2土的压缩性及压缩性指标4.3地基沉降的计算方法布辛涅斯克（1842～1929)是一位非同凡响的法国力学家、物理学家和数学家，对水动力学、振动力学、光学和热学理论做出过杰出贡献。1872年至1886年任里尔大学科学系教授，讲授微积分。1886年至1918年退休前任巴黎科学院的力学教授。1834年英国拉塞尔（J.S.Russell）实验观察到了孤立波，1844年在英国科学进展协会的会议上报告了他的结果；此后遭到权威学者艾里、斯托克斯等的非议；1871年，Boussinesq第一个提出数学理论，支持Russell实验观察；1876年，瑞利爵士（LordRayleigh）也建立了支持Russell实验观察的数学理论，在他的论文末尾，Rayleigh承认了Boussinesq理论提出在先。1877年，Boussinesq提出了浅水长波近似，建立了著名的Boussinesq方程，此后得到了广泛的应用和推广。1877年，Boussinesq在他的论文“Théoriedel’ÉcoulementTourbillant”（Mem.PrésentésparDiversSavantsAcad.Sci.Inst.Fr.,Vol.23,pp.46-50）中首次提出湍流涡粘度假设，1897年，他出版了Théoriedel'écoulementtourbillonnant

ettumultueuxdesliquides，这一著作对湍流和水动力学做出了巨大贡献。经查，湍流（turbulence）这个名词的提出多半应归功于Boussinesq。此外，Boussinesq还对小密度差分层流中的浮力驱动流提出了著名的Boussinesq近似，在计及浮力的情况下，提出了简捷可靠的理论。他在弹性力学、岩土力学等方面也有卓越贡献。由于Boussinesq在流体力学的多个领域里都有贡献，至今很多流体力学著作中不能不提及他。例如，仅Boussinesq近似就有三种，分别涉及浅水波、涡粘度和浮力流（现在大多专指关于浮力流中的近似）。（5）地基中附加应力分布的相关问题探讨*σz等值线（空间应力泡）**σx等值线***τxz等值线地基土的侧向变形基础边缘下的地基土主要发生于浅层易于发生剪切破坏

****应力叠加*****双层地基的附加应力分布:上软下硬：应力集中上硬下软：应力扩散第4章土的压缩性与地基沉降计算4.1地基中的应力4.2土的压缩性及压缩性指标4.3地基沉降的计算方法（1）压缩量的组成固体颗粒的压缩土中水的压缩空气的排出水的排出忽略不计主要组成部分土的固结：土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程粘性土---透水性差，水不易排出---需要长时间压缩---稳定第4章土的压缩性与地基沉降计算4.1地基中的应力4.2土的压缩性及压缩性指标4.3地基沉降的计算方法（2）土的侧限压缩试验土样横断面积-----------------------A土样初始高度----------------------H1土样受压变形稳定后高度-------H2土样的压缩量------------S=H1-H2土样受压前的孔隙比-------------e1土样受压后的孔隙比-------------e2+H1=H2+S

因此，改变荷载p将对应不同的压缩量S，进而得到相应不同的孔隙比e。最终得到e-p关系，即土的压缩曲线：第4章土的压缩性与地基沉降计算4.1地基中的应力4.2土的压缩性及压缩性指标4.3地基沉降的计算方法（1）分层总和法*绘制基础中心点下（地基中）的自重应力和附加应力分布曲线**确定地基沉降计算的深度Zn一般为σz=0.2σcz处；软土σz=0.1σcz处；有基岩时到基岩面。***确定Zn范围内的分层界面不同土层的分界面；地下水位面；单一分层厚度<0.4B。****计算地基土的各分层沉降量*****计算基础的最终沉降第4章土的压缩性与地基沉降计算4.1地基中的应力4.2土的压缩性及压缩性指标4.3地基沉降的计算方法（2）沉降分析中的若干问题粘性土沉降的三个组成部分土的应力历史土的回弹与再压缩

瞬时沉降（初始沉降）Sdp0=pc，正常固结卸荷再压缩阶段土的固结沉降（主沉降）Scp0<pc，超固结（冲刷）压缩性明显降低次固结沉降（蠕变沉降）Ssp0>pc，欠固结（新近沉积或人工填土）第4章土的压缩性与地基沉降计算4.1地基中的应力4.2土的压缩性及压缩性指标4.3地基沉降的计算方法KaiserEffect

二十世纪五十年代初，德国科学家Joseph

Kaiser在所作的研究工作中观察到，铜、锌、铝、铅、锡、黄铜、铸铁和钢等金属和合金在形变过程中都有声发射现象。他提出了材料形变声发射的不可逆效应，即：对材料进行反复卸加载试验时，材料在超过先前所施加的应力级之前不出现可探测到的声发射。现在人们称材料的这种不可逆现象为Kaiser效应!