饱和粘土的渗透固结理论

地基沉降与时间关系的经验估算双曲线式对数双曲线式地基沉降计算的其他情况tSSi

：初始瞬时沉降Ss:次固结沉降Sc：主固结沉降变形机理1、瞬时沉降2、主固结沉降3、次固结沉降固结沉降是粘性土地基沉降的最主要组成部分，它是由于载荷作用下随着土中孔隙水的逐渐挤出，孔隙体积相应减少而发生的。计算固结沉降必须首先明确地基土的应力历史，然后根据不同的应力历史采取不同的压缩指标，最后仍然按照分层总和法原理计算粘性土地基的固结沉降。地基最终沉降的组成瞬时沉降注：平均值指柔性基础面积范围内各点的平均值受荷面形状L/B中点矩形角点圆形周边平均值刚性基础圆形——1.000.640.850.79正方形1.001.120.560.950.88矩形1.53.06.010.030.0100.01.361.782.232.533.234.000.680.891.121.271.622.001.151.521.962.252.883.701.081.44—2.12——Skempton（1955）弹性理论公式：主固结沉降用分层总和法进行计算次固结沉降次固结段（基本上是一条直线）的斜率反映土的次固结变形速率，一般用Cs表示，称为土的次固结指数。次固结沉降量为：时间（对数坐标）孔隙比次固结主固结斜率CsCS的大小取决于土的类型，在缺乏资料时可以参考选用或者按天然含水量来估计：土类CS正常固结粘土0.005~0.02塑性大的土，有机土≥0.03超固结土(OCR＞2)＜0.001相邻基础对沉降的影响2）相邻基础对沉降差的影响本基础两边受相邻基础的影响引起的沉降差S1、S2形成的倾斜：受偏心作用的基础，可用弹性理论公式确定刚性基础的倾斜：1）相邻基础对附加应力的影响二维、三维渗透固结课题1、太沙基一维渗透固结方程：对简单的几何形状和边界条件，扩散方程可以求得解析解，对复杂的边界条件和几何形状需采用数值解法，例如有限元法和有限差分法。2、1936年，Rendulic将Terzaghi一维固结理论推广到二维、三维问题，得出Terzaghi-Rendulic扩散方程，为：Biot固结理论与Terzaghi-Rendulic准固结理论的区别在于：前者考虑了在固结过程中土体平均总应力随时间的变化，而后者则假定在固结过程中土体平均总应力保持不变。3、1941年Biot根据有效应力原理、土的变形连续条件和平衡方程，提出了Biot固结理论。Biot固结方程由运动平衡方程和连续方程组成，其连续方程表示为：二维、三维渗透固结课题二维、三维渗透固结课题4、1948年巴隆给出了三维固结微分方程的等应变解经化简可得建筑物地基变形地基变形特征按变形特征，地基变形可分为：⑴沉降量：基础中心轴线的沉降量⑵沉降差：相邻单独基础沉降之差⑶倾斜：单独基础在倾斜方向上基础两端点的沉降差与其距离的比值⑷局部倾斜：砌体承重结构沿纵墙6～10m内，基础两点的沉降差与其距离的比值地基变形符合的条件：地基变形值小于或等于容许变形值建筑物的地基变形允许值防止地基有害变形的措施内因方面：地基土由三相组成，固体颗粒之间存在孔隙，在外荷载作用下孔隙发生压缩产生沉降。因此，为减小地基的沉降量，在修建建筑物之前，可预先对地基进行加固处理。根据地基土的性质、厚度结合上部结构特点和场地周围环境，可分别采用机械加密、强力夯实、换土垫层、加裁预压、砂桩挤密、振冲及化学加固等措施，必要时可以采用桩基础或深基础。防止地基有害变形的措施外因方面：1.尽量避免复杂的平面布置，并避免同一建筑物各组成部分的高度以及作用荷载相差过多。2.在可能产生较大差异沉降的位置或分期施工的单元连接处设置沉降缝。3.设计中尽量使上部荷载中心受压，均匀分布。4.加强基础的刚度和强度，如采用十字交叉基础、箱形基础。防止地基有害变形的措施外因方面：5.增加上部结构对地基不均匀沉降的调整作用，如在砖石承重结构墙体内设置封闭团梁与构造柱、加强上部结构的刚度；将超静定结构改为静定结构，以加大对不均匀沉降的适应性。6.预留吊车轨道高程调整余地。7.妥善安排施工顺序，对高差较大、重量差异较多的建筑物相邻部位采用不同的施工进度，先施工荷重大的部分，后施工荷重轻的部分。防止地