土力學清華大學4

1、土的壓縮性與地基沉降計算第四章工程實例4土的壓縮性與地基沉降計算問題：沉降2.2米，且左右兩部分存在明顯的沉降差。左側建筑物于1969年加固。墨西哥某宮殿左部：1709年；右部：1622年；地基：20多米厚的粘土Kiss由于沉降相互影響，兩棟相鄰的建筑物上部接觸基坑開挖，引起陽臺裂縫修建新建筑物：引起原有建筑物開裂高層建筑物由于不均勻沉降而被爆破拆除建筑物立面高差過大建筑物過長：長高比7.6:1土具有壓縮性荷載作用地基發(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）建筑物上部結構產(chǎn)生附加應力影響結構物的安全和正常使用概述4土的壓縮性與地基沉降計算土的特點（碎散、三相）沉

2、降具有時間效應沉降速率壓縮性測試最終沉降量一維壓縮一維固結沉降速率三維固結修正復雜條件下的計算公式簡化條件主線、重點：一維問題！4土的壓縮性與地基沉降計算4.1 土的壓縮性測試方法4.3 地基的最終沉降量計算4.4 飽和土體的滲流固結理論室內(nèi)試驗室內(nèi)試驗室外試驗室外試驗側限壓縮、三軸壓縮等側限壓縮、三軸壓縮等荷載試驗、旁壓試驗等荷載試驗、旁壓試驗等概述4.2 一維壓縮性及其指標較復雜應力狀態(tài)？4土的壓縮性與地基沉降計算4.1 土的壓縮性測試方法4.2 一維壓縮性及其指標4.3 地基的最終沉降量計算4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算4.1 土的壓縮性測試方法一、側限壓縮試驗

3、及其應力應變關系（復習）水槽內(nèi)環(huán)環(huán)刀透水石試樣傳壓板百分表施加荷載，靜置至變形穩(wěn)定逐級加大荷載測定：軸向應力軸向變形Pt1p2pSt1e2e0e3e1s2s3se試驗結果：4土的壓縮性與地基沉降計算4.1 土的壓縮性測試方法一、側限壓縮試驗及其應力應變關系應力應變關系以某種粘土為例zp z )e1(e00 1Es1Ee非線性彈塑性 zszE 側限變形模量：4土的壓縮性與地基沉降計算二、三軸壓縮試驗及其應力應變關系（復習）4.1 土的壓縮性測試方法試樣壓力室壓力水排水管閥門軸向加壓桿有機玻璃罩橡皮膜透水石頂帽量測體變或孔隙水壓力測定：軸向應變軸向應力體變或孔隙水壓力類型類型施加施加3 3時時施加

4、施加1 13 3時時量測量測固結排水固結排水固結固結排水排水體變體變固結不排水固結不排水固結固結不排水不排水孔隙水壓力孔隙水壓力不固結不排水不固結不排水不固結不固結不排水不排水孔隙水壓力孔隙水壓力4土的壓縮性與地基沉降計算4.1 土的壓縮性測試方法二、三軸壓縮試驗及其應力應變關系v應力應變關系以某種粘土固結排水試驗為例與圍壓有關非線性彈塑性剪脹性4土的壓縮性與地基沉降計算4.1 土的壓縮性測試方法三、普遍應力應變關系及本構模型1. 土變形的物理機制（原因）土受力以后為什么會表現(xiàn)出上述變形特性？ 土的特殊性 彈性變形體應變主要是由于孔隙體積變化引起的；剪應變主要是由于土顆粒的大小和排列形態(tài)變化引

5、起的。 接觸點處彈性變形 彈性撓曲變形 顆粒滾爬的可逆性 封閉氣泡受壓 塑性變形 大孔隙消失 接觸點顆粒破碎 顆粒相對滑移 扁平顆粒斷裂31-12131-121非線性彈性31-1132431-11324彈塑性線彈性-理想塑性31-1f1E31-1f31-1f1E2.土的本構模型4土的壓縮性與地基沉降計算4.1 土的壓縮性測試方法三、普遍應力應變關系及本構模型4土的壓縮性與地基沉降計算4.1 土的壓縮性測試方法及應力應變關系四、荷載試驗與旁壓試驗自學4土的壓縮性與地基沉降計算4.1 土的壓縮性測試方法4.2 一維壓縮性及其指標4.3 地基的最終沉降量計算4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性

6、與地基沉降計算4.2 一維壓縮性及其指標一、e -曲線二、e - lg曲線三、先期固結壓力四、原位壓縮曲線及原位再壓縮曲線4土的壓縮性與地基沉降計算4.2 一維壓縮性及其指標一、e - 曲線a(kP ) 01002003004000.60.70.80.91.0ePt1p2pSt1e2e0e3e1s2s3sei00i0ee(1e )S / H-4土的壓縮性與地基沉降計算4.2 一維壓縮性及其指標一、e - 曲線e a(kP ) 01002003004000.60.70.80.91.0eea - -壓縮系數(shù)，KPa-1，MPa-1e 1e0szE 側限壓縮模量,KPa ,MPa側限變形模量固體顆粒

7、孔隙z0e1e - - 0s1eEa vs01amE1e 體積壓縮系數(shù)，KPa-1 ，MPa-14土的壓縮性與地基沉降計算4.2 一維壓縮性及其指標一、e - 曲線ea - -e a(kP ) 01002003004000.60.70.80.91.0e壓縮系數(shù)，KPa-1a1-2常用作比較土的壓縮性大小土的類別土的類別a1-2 (MPa-1)高壓縮性土高壓縮性土0.5中壓縮性土中壓縮性土0.1-0.5低壓縮性土低壓縮性土0.1單向壓縮試驗的各種參數(shù)的關系指標指標指標指標amvEsa1mv(1+e0)(1+e0)/Esmva/(1+e0)11/EsEs(1+e0)/a1/mv14土的壓縮性與地基

8、沉降計算4.2 一維壓縮性及其指標一、e - 曲線4土的壓縮性與地基沉降計算4.2 一維壓縮性及其指標二、e - lg曲線a(kP , lg) 10010000.60.70.80.9eceC(lg) - -Cc11Ce壓縮指數(shù)Ce回彈指數(shù)（再壓縮指數(shù)）Ce s：超固結土p1：超固結OCRp)：12zv1eeSHHH1e- - 1e2eBCelg 1p2p1e2eBCelg 1p2ppp2eC111ppHHSClgClg1ep1e A以公式 為例He1eeS121 - - zszH ;121eeSH1e- - 確定： 測定： e-p曲線或者e-lgp曲線 查定： 算定：1szp 2szzp 2e

9、;1e4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算3、計算步驟一、單一土層一維壓縮問題側限條件HszszH2 z=ppH/2H/2,e1 ee1e2p1p2p1、基本假定和基本原理理論上不夠完備，缺乏統(tǒng)一理論；單向壓縮分層總和法是一個半徑驗性方法。4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算二、地基最終沉降量分層總和法（a）假設基底壓力為線性分布 （b）附加應力用彈性理論計算（c）只發(fā)生單向沉降：側限應力狀態(tài)（d）只計算固結沉降，不計瞬時沉降和次固結沉降（e）將地基分成若干層，認為整個地基的最終沉降量為各層沉降量之和： iSS2、計算步驟4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地

10、基的最終沉降量計算二、地基最終沉降量分層總和法情況1不考慮地基回彈的情形：沉降量從原基底算起；適用于基礎底面積小，埋深淺，施工快?？紤]地基回彈的情形：沉降量從回彈后的基底算起；基礎底面大，埋深大，施工期長。情況2d地面基底已知：地基各土層的壓縮曲線 原狀土壓縮曲線d地面基底2、計算步驟情況14土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算二、地基最終沉降量分層總和法(a)計算原地基中自重應力分布(b)基底附加壓力p0pp0dp0 = p - d(c)確定地基中附加應力z分布自重應力附加應力(d)確定計算深度zn 一般土層：z=0.2 sz； 軟粘土層：z=0.1 sz； 一般房屋基礎：Z

11、n=B(2.5-0.4lnB)； 基巖或不可壓縮土層。沉降計算深度sz從地面算起；z從基底算起；z是由基底附加應力 p-d 引起的2、計算步驟情況14土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算二、地基最終沉降量分層總和法(a)計算原地基中自重應力分布(b)基底附加壓力p0(c)確定地基中附加應力z分布(d)確定計算深度znd地面基底pp0d自重應力附加應力沉降計算深度(e)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，適當取小。(g) 各層沉降量疊加Si(f)計算每層沉降量SisziziHid地面基底2、計算步驟情況24土的壓縮性與地基沉降計算

12、4.3 地基的最終沉降量計算二、地基最終沉降量分層總和法(a)計算原地基中自重應力分布(b)計算開挖后地基中自重應力分布(c)確定地基中附加應力z分布f( d,z)-s zs zs zs z z zf ( p, z)f ( p, z)pszizi下同情況1自重應力附加應力 ee1ie2iszip2izi4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算3、計算公式12zv1eeSHHH1e- - ii2i1iizii1i1iaaS(pp )HH1e1e-ziiziiisiiHHSEE （a）e-曲線二、地基最終沉降量分層總和法d地面基底pp0d自重應力附加應力沉降計算深度sziziHi4土

13、的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算3、計算公式ii2i1iizii1i1iaaS(pp )HH1e1e-（a）e-曲線iii1iaSA1e 二、地基最終沉降量分層總和法i0iii1i1Ap (zz)- - - - - 0zi0z(i-1)Ai附加應力p0規(guī)范法zi-1zii 平均附加應力系數(shù)正常固結土1iszip sziziiCi2i1iCiszieClg ppClg - （b）用e-lg曲線計算4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算二、地基最終沉降量分層總和法3、計算公式d地面基底pp0d自重應力附加應力沉降計算深度sziziHi1ie2ieBCelg 1ip

14、2ip2iszizip Cisziziiiii1i1isziCeSHH lg1e1e -2ipeii2iiii1i1i1ip:CepSHH lg1e1ep -2ippeiCi2iiii1i1i1ipp:CCpSH lgH lg1ep1e 4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算二、地基最終沉降量分層總和法3、計算公式d地面基底pp0d自重應力附加應力沉降計算深度sziziHiBCelg piA1ie2ie1ip2ip超固結土1iszip （b）用e-lg曲線計算2iszizip 考慮地基回彈的沉降量計算條件正常固結土，e-lg曲線基面面積大，埋深大，施工期長i層地基的沉降量Si

15、= 再壓縮沉降量 S1i + 壓縮沉降量S2i4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算二、地基最終沉降量分層總和法3、計算公式 類似于超固結土的計算； 式中采用開挖前地基的天然孔隙比e1i，無論是回彈、再壓縮或壓縮，均是相對于開挖前的擬定基底高程而言。三者的基準點均是e1i 狀態(tài)時的Hi。d地面基底pszizi自重應力附加應力4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算二、地基最終沉降量分層總和法3、計算公式szi szi szizi BCelg A1ie2ied地面基底pszizi自重應力附加應力eiszi1i1iii1i1isziCeSHH lg1e1e -cisz

16、izi2i2iii1i1isziCeSHH lg1e1e -szisziziii1i2ieici1iszisziHSSSCC lg1e 各種假定導致 S 的誤差，如：取中點下附加應力值，使 S 偏大;側限壓縮使計算值偏??； 地基不均勻性導致的誤差等。軟粘土（應力集中）S偏小, s1 硬粘土（應力擴散）S偏大, s1SSs 修沉降經(jīng)驗修正系數(shù)4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算二、地基最終沉降量分層總和法4、結果修正n基底壓力線性分布假設n彈性附加應力計算n單向壓縮的假設n只計主固結沉降n原狀土現(xiàn)場取樣的擾動n參數(shù)線性的假設n按中點下附加應力計算sSS 基底附加應力基底附加應力

17、2.54.07.015.020.0 p0 fk1.41.31.00.40.2 p0 0.75 fk1.11.00.70.40.2表4-6 沉降計算經(jīng)驗系數(shù)ssE4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算二、地基最終沉降量分層總和法4、結果修正0zi0z(i-1)AiisisiAEAE i0iii1i1Ap (zz)- - - - - 附加應力p0s=1.4-0.2, (1)與土質(zhì)軟硬有關,(2)與基底附加應力p0/fk的大小有關fk：地基承載力標準值 準備資料 應力分布 沉降計算建筑基礎（形狀、大小、重量、埋深）地基各土層的壓縮曲線 原狀土壓縮曲線計算斷面和計算點確定計算深度確定分

18、層界面計算各土層的szi，zi計算各層沉降量地基總沉降量自重應力基底壓力基底附加應力附加應力 結果修正SSs 修4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算二、地基最終沉降量分層總和法三. 地基沉降計算的若干問題4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算3、單向分層總和法的評價2、砂性土地基的沉降計算1、粘土地基的沉降量計算1、粘土地基的沉降量計算研究表明：粘性土地基在基底壓力作用下的沉降量S由三種不同的原因引起：次固結沉降 Ss主固結沉降完成以后，在有效應力不變條件下，由于土骨架的蠕變特性引起的變形。這種變形的速率與孔壓消散的速率無關，取決于土的蠕變性質(zhì)，既包括剪應變，

19、又包括體應變。初始沉降(瞬時沉降) Sd 有限范圍的外荷載作用下地基由于發(fā)生側向位移(即剪切變形)引起的。主固結沉降(滲流固結沉降) Sc 由于超孔隙水壓力逐漸向有效應力轉化而發(fā)生的土滲透固結變形引起的。 是地基變形的主要部分。4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算三. 地基沉降計算的若干問題tSSi ：初始瞬時沉降Ss: 次固結沉降Sc：主固結沉降niiSS1scdSSSS 1、粘土地基的沉降量計算三. 地基沉降計算的若干問題4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算自學（詳見P136-140）2、砂性土地基的沉降計算原位試驗砂性土地基的沉降速率比較快，大部分沉降

20、在施工期間便完成，運用期沉降量一般不會很大。難以取到有代表性的土樣標準貫入試驗 靜力觸探試驗 載荷板試驗 Schmertman（薛邁脫曼）建議的簡易算法（P142） 基于經(jīng)驗公式的估算方法（P126，公式4-16） HozzdzSEpE 三. 地基沉降計算的若干問題4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算辦法：特點：問題： 原位凍結取樣 單向分層總和法 S S S3、單向分層總和法的評價可計算成層地基；可計算不同形狀基礎（條、矩、圓）不同分布的基底壓力；參數(shù)的試驗測定方法簡單；已經(jīng)積累了幾十年應用的經(jīng)驗，適當修正。（1）基本假定：（2）優(yōu) 點：三. 地基沉降計算的若干問題4土的壓

21、縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算（a）假設基底壓力為線性分布 （b）附加應力用彈性理論計算（c）只發(fā)生單向沉降：側限應力狀態(tài)（d）只計算固結沉降，不計瞬時沉降和次固結沉降（e）整個地基的最終沉降量為各層沉降量之和西方 可判定原狀土壓縮曲線 區(qū)分不同固結狀態(tài) 計算結果偏大相差比較大 修正靠經(jīng)驗（3）精度：（4）e-p曲線與e-lgp曲線的對比： 原蘇聯(lián) 無法確定現(xiàn)場土壓縮曲線 不區(qū)分不同固結狀態(tài) 計算結果偏小e-e-lg均需修正3、單向分層總和法的評價三. 地基沉降計算的若干問題4土的壓縮性與地基沉降計算4.3 地基的最終沉降量計算作業(yè)：習題4-2、4-3n4.2 用Es1-2計算

22、 不計沉降計算經(jīng)驗系數(shù)s 粗砂可以按一層計算n4.3 D=1.5m 考慮沉降計算經(jīng)驗修正系數(shù)作業(yè)46 47 (1), (2), (3), (4), (6)4土的壓縮性與地基沉降計算一、單一土層一維壓縮問題二、地基最終沉降量分層總和法三、地基沉降計算的若干問題4.3 地基的最終沉降量計算4土的壓縮性與地基沉降計算4.1 土的壓縮性測試方法4.2 一維壓縮性及其指標4.3 地基的最終沉降量計算4.4 飽和土體的滲流固結理論重點： 一維滲流固結沉降與時間之間的關系：飽和土層的滲流固結固結沉降的速度 ？固結沉降的程度 ？問題：4土的壓縮性與地基沉降計算4.4 飽和土體的滲流固結理論StS不可壓縮層可壓

23、縮層p4土的壓縮性與地基沉降計算4.4 飽和土體的滲流固結理論一、一維滲流固結理論（Terzaghi滲流固結理論）二、固結度的計算四、固結系數(shù)的測定五、多維滲流固結理論簡介三、有關沉降時間的工程問題 實踐背景：大面積均布荷載p不透水巖層飽和壓縮層z=pp側限應力狀態(tài)一、一維滲流固結理論（Terzaghi滲流固結理論）4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算 1、物理模型4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算0t t0twph pphh 0h p附加應力:z=p超靜孔壓: u = z=p有效應力:z=0滲流固結過程附加應力:z=p超靜孔壓: u 0附加應力:z=

24、p超靜孔壓: u =0有效應力:z=p一、一維滲流固結理論2、數(shù)學模型一、一維滲流固結理論4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算土層均勻且完全飽和；土顆粒與水不可壓縮；變形是單向壓縮（水的滲出和土層壓縮是單向的）；荷載均布且一次施加；假定z = const滲流符合達西定律且滲透系數(shù)保持不變；壓縮系數(shù)a是常數(shù)?；炯俣ǎ呵蠼馑悸罚嚎倯σ阎行υ沓o孔隙水壓力的時空分布建立方程：微小單元（11dz）微小時段（dt）q- -q(qdz)z - - zdz112、數(shù)學模型一、一維滲流固結理論4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算孔隙體積的變化流出的水量土的壓

25、縮特性有效應力原理達西定律超靜孔隙水壓力的時空分布超靜孔隙水壓力超靜孔隙水壓力土骨架的體積變化不透水巖層飽和壓縮層z建立方程：q- -q(qdz)z - - dzz112、數(shù)學模型一、一維滲流固結理論4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算固體體積：111Vdzconst1e 2111VeVe(dz)1e 孔隙體積：dt時段內(nèi)：孔隙體積的變化流出的水量2Vqqdtqqdzdtdzdttzz - - -11eq1etz 建立方程：uwhkuqAkikikzz 221wauku1etz 212wk 1euutaz q- -q(qdz)z - - dzz112、數(shù)學模型一、一維滲流固

26、結理論4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算dt時段內(nèi)：孔隙體積的變化流出的水量土的壓縮性：zea - - 有效應力原理：zzu - -zz(u)euaaatttt - - - - - -達西定律:11eq1etz 孔隙體積的變化土骨架的體積變化Cv 反映了土的固結性質(zhì)：孔壓消散的快慢固結速度；Cv 與滲透系數(shù)k成正比，與壓縮系數(shù)a成反比；（cm2/s；m2/year）1vwk(1e )Ca 212wk 1euutaz 固結系數(shù)建立方程：2、數(shù)學模型一、一維滲流固結理論4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算2v2uuCtz 線性齊次拋物線型微分方程式，一般可

27、用分離變量方法求解。 給出定解條件，求解滲流固結方程，就可以解出uz,t。方程求解：2、數(shù)學模型一、一維滲流固結理論4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算（1）求解思路：2v2uuCtz 不透水巖層飽和壓縮層z=pHp0t t0tz t ,zuz t ,z t ,zut ,z z 0 z H:u=pz=0: u=0z=H: uz 0 z H: u=0（2）邊界、初始條件：方程求解：2、數(shù)學模型一、一維滲流固結理論4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算z(3) 微分方程的解vv2CTtH 時間因數(shù)m1，3，5，7方程求解：2、數(shù)學模型一、一維滲流固結理論4.4

28、 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算0 z H:u=pz=0: u=0z=H: uz 0 z H: u=02v2uuCtz 0t t0t基本微分方程：初始邊界條件：微分方程的解：反映孔隙水壓力的消散程度固結程度v22T4m1mt ,zeH2zmsinm1p4u - - H單面排水時孔隙水壓力分布雙面排水時孔隙水壓力分布zz排水面不透水層排水面排水面HH滲流滲流滲流Tv=0Tv=0.05Tv=0.2Tv=0.7Tv=Tv=0Tv=0.05Tv=0.2Tv=0.7Tv=u0=pu0=p(3) 微分方程的解方程求解：2、數(shù)學模型一、一維滲流固結理論4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓

29、縮性與地基沉降計算vv2CTtH 時間因數(shù)m1，3，5，7v22T4m1mt ,zeH2zmsinm1p4u - - 二、固結度的計算 一點M： 地 層：一層土的平均固結度Uz,t=01：表征總應力中有效應力所占比例zt ,zt ,zU - - dzdzu1dzdzUzt ,zH0zH0t ,zt總應力分布面積總應力分布面積有效應力分布面積有效應力分布面積4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算zt ,zzt ,zzzzt ,zu1uU - - - - z t ,z t ,zuH1、基本概念M2、平均固結度Ut與沉降量St之間的關系t時刻： SUStt 確定St的關鍵是確定Ut

30、 確定Ut的核心問題是確定uz.t4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算 SSHe1adze1adzdzUt1z1t ,zzt ,zt總總應應力力分分布布面面積積有有效效應應力力分分布布面面積積 SSUtt在時間t的沉降與最終沉降量之比二、固結度的計算3. 地基沉降過程計算1) 基本計算方法均布荷載，單向排水情況確定地基的平均固結度Ut.)5,3,1m( ,eH2zmsinm1p4uv22T4m1mt ,z - -,dzdzu1UH0zH0t ,zt - - v22T2m1m22tem181U - - - -v2T42te81U - - - -4UT2t2v 6.0Ut 08

31、5.0U1lg933.0Ttv- - - 6.0Ut 3Tv 1Ut 已知解得近似簡化圖表 P147，圖4-29，曲線 tvUfT 4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算二、固結度的計算Tv反映固結程度4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算二、固結度的計算0.00.20.40.60.81.00.0010.010.11時時 間間 因因 數(shù)數(shù)固固結結度度曲曲 線線 1 1曲曲 線線 2 2曲曲 線線 3 3不透水邊界透水邊界滲流123（1） 壓縮應力分布不同時2) 常見計算條件1 apbp0 110 實踐背景：H小，p大自重應力附加應力自重應力附加應力壓縮土層底

32、面的附加應力還不接近零情況2、3：解析公式（4-59）和（4-60）圖表：圖4-29情況4、5：疊加原理，公式（4-61）（4-63）計算公式：應力分布：12534基本情況：abpp應力應力透水界面上作用的壓縮透水界面上作用的壓縮縮應力縮應力不透水界面上作用的壓不透水界面上作用的壓 4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算3. 地基沉降過程計算二、固結度的計算不透水邊界透水邊界2. 地基沉降過程計算4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算二、固結度的計算0.00.20.40.60.81.00.0010.010.11時時 間間 因因 數(shù)數(shù)固固結結度度曲曲 線線 1

33、 1曲曲 線線 2 2曲曲 線線 3 3不透水邊界透水邊界滲流1232) 常見計算條件（2）雙面排水時無論哪種情況，均按情況1計算；壓縮土層深度H取1/2值4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算二、固結度的計算3. 地基沉降過程計算透水邊界apbp應力分布：12534基本情況：透水邊界Hvv2CTtH 三、有關沉降時間的工程問題三、有關沉降時間的工程問題1 1、求某一時刻、求某一時刻t t的固結度與沉降量的固結度與沉降量2 2、求達到某一固結度所需要的時間、求達到某一固結度所需要的時間3 3、根據(jù)前一階段測定的沉降時間曲線，推算以后的沉降時間關、根據(jù)前一階段測定的沉降時間曲線

34、，推算以后的沉降時間關系系4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算1 1、求某一時刻、求某一時刻t t的固結度與沉降量的固結度與沉降量tTv=Cvt/H2v2vT42)T( , te81U-St=Ut S4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算三、有關沉降時間的工程問題2 2、求達到某一沉降量、求達到某一沉降量( (固結度固結度) )所需要的時間所需要的時間Ut= St /S從 Ut 查表（計算）確定 Tv v2vCHTt 4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算三、有關沉降時間的工程問題3 3、根據(jù)前一階段測定的沉降時間曲線，推算以后的沉降時間

35、關系、根據(jù)前一階段測定的沉降時間曲線，推算以后的沉降時間關系對于各種初始應力分布，固結度均可寫成：對于各種初始應力分布，固結度均可寫成：tte1U - - - - 已知：t1S1t2S2公式計算，計算t3S34.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算三、有關沉降時間的工程問題四、固結系數(shù)確定方法固結系數(shù) Cv反映固結速度的指標, Cv 越大，固結越快。確定方法有四種：方法一：直接計算法壓縮試驗 a滲透試驗 kk與a均是變化的但Cv變化不很大精度較低4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算2v2uuCtz 1vwk(1e )Ca 方法二：直接測量法l 壓縮試驗 S-

36、t曲線9090tt%90SSU查查 l 由理論公式，v2T42te81U - - - -848.0T%90Uvt 902vtH848.0C H取試樣厚度的一半；：由于次固結，S不易確定StS90S90t4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算四、固結系數(shù)確定方法4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算四、固結系數(shù)確定方法n當U60%時二者差別逐漸加大vtT2U (2)15.1TT)2(90v)1(90v 試驗結果表明：v22T4m5,3,1m22tem181U - - - - (1)方法三：時間平方根法經(jīng)驗方法4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降

37、計算四、固結系數(shù)確定方法方法三：時間平方根法經(jīng)驗方法OSS90S0=0OAt90t，vtT2U v22T4m5,3,1m22tem181U - - - - (e)Cv=0.848H2/t90(a)消除瞬時沉降，確定原點0(b)試驗曲線的直線段，表示為：vtT2U15.1 tkSt (c)做直線與試驗曲線交于點AtkS15.1t (d)點A對應于橫坐標 (Tv=0.848)90t方法四：時間對數(shù)法經(jīng)驗方法4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算四、固結系數(shù)確定方法自學（詳見P153-154）五、多維滲流固結理論簡介4.4 飽和土體的滲流固結理論4土的壓縮性與地基沉降計算自學詳見：P155-157 P346-3494土的壓縮性與地基沉降計算小結壓縮性及測試最終沉降量一維壓縮一維固結沉降速率三維固結修正復雜條件下的計算公式主線、重點：一維問題！室內(nèi)試驗室內(nèi)試驗室外試驗室外試驗側限壓縮、三軸壓縮等側限壓縮、三軸壓縮等荷載試驗、旁壓試驗等荷載試驗、旁壓試驗等土的壓縮性測試方法一、側限壓縮試驗及其應力應變關系二、三軸壓縮試驗及其應力應變關系三