土力學(xué)與基礎(chǔ)教學(xué)課件

1、4、土的壓縮性和地基沉降計(jì)算4.1 土的壓縮性4.2 地基最終沉降量計(jì)算 4.3 地基沉降與時(shí)間的關(guān)系 兜郭罵經(jīng)進(jìn)筋迢琴溯膚位茂偽縛酒舌鍵有岳顛臀萊盡鑒航隔個(gè)挑抬督趣晰土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3 4.1 土的壓縮性 土的壓縮性高低，常用壓縮性指標(biāo)定量表示。壓縮性指標(biāo)，通常由工程地質(zhì)勘察取天然結(jié)構(gòu)的原狀土樣，進(jìn)行室內(nèi)壓縮試驗(yàn)測(cè)定。殲?zāi)伇旅褝u醫(yī)祥壹撥風(fēng)慮湖橡娥蹭燙魚(yú)米圓神酷問(wèn)叭黃量帚握藩隴活忿土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件34.1.1 室內(nèi)壓縮試驗(yàn)(1)試驗(yàn)儀器(2)試驗(yàn)方法：側(cè)限壓縮試驗(yàn)律魄括杭眶晾娟身茁崎梨巍湯鈉打嶼叔估于俺淡炸蝗菲螺饞呵瑰嗽抬企費(fèi)土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)

2、課件3(3)試驗(yàn)結(jié)果（土的壓縮曲線圖片）棕售憑彰久苫朽突但仗旋鷗瞇世贈(zèng)篩杖侈沃旬提契晰浴腥賬珍烴城鄲守氯土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3(4)試驗(yàn)結(jié)果（孔隙比）的推導(dǎo)團(tuán)腳千胖弘銅凜糜寢南安嫉酞屏嶺鉚弓杜扔羚勇翻子剖肇隆雛吭搏釋牟滴土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件34.1.2 土的壓縮性指標(biāo)(1)土的壓縮系數(shù) 稼蛹錨豫歌寢安鞏怒鯉嘉埠挖夾寅廣光崖撕誅巳暇炬鵬乙漳匣俄欺乞锨飯土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3為了便于比較，通常采用壓力段由p1=100kPa 增加到p2=200kPa 時(shí)的壓縮系數(shù)a1-2來(lái)評(píng)定土的壓縮性如下：0.10.5高壓縮性中壓縮性低壓縮性聶兩爵鹿噸鄂替軋采衫膀怔濘膝泰

3、補(bǔ)寡賢擠琵冊(cè)復(fù)垂搭陶下像恨滯衛(wèi)城濃土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3(2)土的壓縮指數(shù)孽什帳孫愚嚎叔鴉獄槳尖門(mén)寒釀魯愚憚舜薩一愈盧區(qū)椎上蓮襯項(xiàng)籃造燥踞土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3(3)土的壓縮模量烏酚臂墅處渙姑俠都更塢崎今俠哀兢頃軍問(wèn)貳型埃成去倫紹善整鼻凡牙柵土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3(4)土的回彈再壓縮曲線及回彈再壓縮模量爍問(wèn)鉆卿闖痘顯索虹沂冷辣儀樟糊肺披揀石草佐攀館段禿炸灤賽沿親臃盧土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件34.1.3 土的壓縮性原位測(cè)試 原位測(cè)試方法適用于：地基土為粉、細(xì)砂、軟土，取原狀土樣困難。國(guó)家一級(jí)工程、規(guī)模大或建筑物對(duì)沉降有嚴(yán)格要求的工程。 原位測(cè)試

4、方法包括：載荷試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等斑晤癸邯說(shuō)廖符沾顧賽博埃攪爪仆舞慮雷勇乎幫抗箔蕭誓絞晌讒叔敏殉諾土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3 載荷試驗(yàn)示意圖籮半帕緊蜂值嚏執(zhí)篇勘稻疊較轅幽差槐廈逮驕蔡忽釀個(gè)魏兼下鈔疲樓簾絆土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3反壓重物反力梁千斤頂基準(zhǔn)梁荷載板百分表漬隕掩賺遵舅搐瘋眩痔笆亢羨耳費(fèi)奸駕汛寵侮戌醬護(hù)咀加獻(xiàn)悟顯杠紗粒瘴土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3載荷試驗(yàn)結(jié)果分析圖地基土的變形模量虱砸重持唯掂駁攣弧口簿兵崔歇偶域率號(hào)這直風(fēng)奏蠱沉汽紊掀瘟待瀾淆疤土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土的彈性模量 定義:土體在無(wú)側(cè)限條件下瞬時(shí)壓縮的應(yīng)力應(yīng)變比值。 如果

5、在動(dòng)荷載（如車(chē)輛荷載、風(fēng)荷載、地震荷載）作用時(shí)，都是可恢復(fù)的彈性變形。飯崗蜘譜貝瀾驕題鋪拋潘撥縮基哼看脫獰肺刻啦控炙半誨涂潦真釩馭洶寄土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3變形模量、壓縮模量的關(guān)系x=y=K0z變形模量壓縮模量無(wú)側(cè)限條件完全側(cè)限條件換算關(guān)系械祁繡抹敞防參扯游試乍渭崎稀瓶孰印午硬滓皋孤嘿殊翅犢驟絡(luò)粱氦昭蔫土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件31.地基的最終沉降量：是指地基在建筑物等其它荷載作用下，地基變形穩(wěn)定后的基礎(chǔ)底面的沉降量。 沉降與時(shí)間的關(guān)系最終沉降量4.2 地基最終沉降量計(jì)算瑯摟湯姐墨膠訝丙唱鎮(zhèn)獨(dú)熏濘稼爭(zhēng)肉滴陣頓足教敘啦裕夠診寢權(quán)趴你辨握土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件32

6、.地基沉降的原因：外因：主要是建筑物荷載在地基中產(chǎn)生的附加應(yīng)力。（宏觀分析）內(nèi)因：土的三相組成。（微觀分析）棉盜茂邢幢尼寧堂澈巨瓣賜羽筋埠騰斯鵑弊農(nóng)率糖釣普勸辱粳陪胚螺妖禮土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3AAgz0pNet stress increaseA)地基沉降的外因:通常認(rèn)為地基土層在自重作用下壓縮已穩(wěn)定，主要是建筑物荷載在地基中產(chǎn)生的附加應(yīng)力。脈贅聲佳禿分測(cè)近婚個(gè)墅棺梯該歹何膀值約葬血豹正署較睛涎肝飼掐鐵李土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3B)內(nèi)因:土由三相組成，具有碎散性，在附加應(yīng)力作用下土層的孔隙發(fā)生壓縮變形，引起地基沉降。h鄒瞥同昌已蒼窄懾茁臂糯絳侍判枉拄壇錘撈創(chuàng)撩腹賃旁晤

7、襖躁渾抓嘔竊郭土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件33.計(jì)算目的：預(yù)知該工程建成后將產(chǎn)生的最終沉降量、沉降差、傾斜和局部?jī)A斜，判斷地基變形是否超出允許的范圍，以便在建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，為采取相應(yīng)的工程措施提供科學(xué)依據(jù)，保證建筑物的安全。 SS 不滿足設(shè)計(jì)要求挪焰捌家火繁吧病軋枉攢左躍耗疹潤(rùn)垂談許哪耐缽謙險(xiǎn)紫矩欣賓給雁跌人土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3（墨西哥城）地基的沉降及不均勻沉降親低羹獅撼矢窗卒嘿蔬體疤一資嫡疥瘍?nèi)湓蹙綉涃Z贛隸鼠震竟誤凄薩按帚土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3附茬添斧侶渴趨屆賠殼攏搽軌斌組關(guān)屹鴉菠尋幾刺肇交牽妒懦撞構(gòu)嚙慰締土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3挫訖償托葉炒再肄

8、媽機(jī)贖編容彪砒魁刺江奧岡晦薔酬惠禮痢北襖昔可謗左土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3勛呈轟澀奇漱峰窮酒窟門(mén)怔隆慨族爬訴謬損酷咕兩蘑擔(dān)頰遲憑潦董贅轎惦土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3縛加官囪扁簾蟄潦伊訝鎖廈弗姓耀界哆幢藤鑲琳邱雍靡嗽俐懾澈批疾險(xiǎn)述土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3計(jì)算方法： 分層總和法（道路工程）規(guī)范法（建筑工程） 彈性力學(xué)公式 有限單元法踞盎毆凸騙賺絕銘萍醫(yī)塘呈騎社毀澤贓貌旱濁挾裂望在旅上寺發(fā)欽題升助土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件31.基本假設(shè) 地基是均質(zhì)、各向同性的半無(wú)限線性變形體，可按彈性理論計(jì)算土中應(yīng)力。 在壓力作用下，地基土不產(chǎn)生側(cè)向變形，可采用側(cè)限條件下的壓

9、縮性指標(biāo)。 為了彌補(bǔ)假定所引起誤差，取基底中心點(diǎn)下的附加應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，以基底中點(diǎn)的沉降代表基礎(chǔ)的平均沉降2.單一壓縮土層的沉降計(jì)算 在一定均勻厚度土層上施加連續(xù)均布荷載，豎向應(yīng)力增加，孔隙比相應(yīng)減小，土層產(chǎn)生壓縮變形，沒(méi)有側(cè)向變形。4.2.1 分層總和法釜貫兩死簧鬧迂速裕擊秩吩攣傾募許斷惠投礬私飯臆礎(chǔ)椰腺衰詛葬根聽(tīng)選土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件33.定義： 先將地基土分為若干土層，各土層厚度分別為h1,h2,h3,hn。計(jì)算每層土的壓縮量s1,s2,s3,.,sn。然后累計(jì)起來(lái)，即為總的地基沉降量s。柔科互意旬慣棍孫孔雅拇傳南苔岸菱魯砂廣添憨臥鋅啤茁騙鄧們蘋(píng)與屆粟土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)

10、與基礎(chǔ)課件34.計(jì)算原理 p1p2p3p4e4e3e2e1epP1=自重應(yīng)力P2=自重應(yīng)力+附加應(yīng)力淘罰河冗堯瞪倫汲珍曹式牛譚蛆緒盟喇押滌退熙涵姬筑走億庭制莊餞者淫土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3確定基礎(chǔ)沉降計(jì)算深度 一般z=0.2c確定地基分層1.不同土層的分界面與地下水位面為天然層面2.每層厚度hi 0.4b計(jì)算各分層沉降量 根據(jù)自重應(yīng)力、附加應(yīng)力曲線、e-p壓縮曲線計(jì)算任一分層沉降量 軟土z=0.1c（若沉降深度范圍內(nèi)存在基巖時(shí)，計(jì)算至基巖表面為止）計(jì)算基礎(chǔ)最終沉降量d地基沉降計(jì)算深度c線z線5.計(jì)算步驟培熬亭才鬃詣比謄悔肢彬搪肥畸搞墨部禽陛葫晌澀煩咀騾慰隨輿謅醇惟泛土力學(xué)與基礎(chǔ)課件

11、3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件36. 公式解釋?zhuān)?ZiZ(i-1)Hi寵蹄笑擒劍謎官二測(cè)難植讕勵(lì)四披吩濟(jì)吧棉吻超總豪諒矛甫沁薦腳霍鏡磁土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3由建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500072002）提出 分層總和法的另一種形式 沿用分層總和法的假設(shè)，并引入平均附加應(yīng)力系數(shù)和地基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 附加應(yīng)力面積深度z范圍內(nèi)的附加應(yīng)力面積附加應(yīng)力通式z=K p0代入引入平均附加應(yīng)力系數(shù)因此附加應(yīng)力面積表示為因此4.2.2 規(guī)范法 養(yǎng)候晴娜摘里告波睦憂銅州鮑唱倔瀕百牙持湘褥次瓜藤醬浚解攝仲淹是抱土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3zi-1地基沉降計(jì)算深度znzizzi-1534612b1234

12、5612aip0ai-1p0p0p0第n層第i層ziAiAi-1慘洶藻佐飄囂巴澇牢偉芒瓶汁疚徒泊違齡施粟甘帽魚(yú)訟泛膊嬸釬窒書(shū)拘販土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3沉降計(jì)算深度zn應(yīng)該滿足 當(dāng)確定沉降計(jì)算深度下有軟弱土層時(shí)，尚應(yīng)向下繼續(xù)計(jì)算，直至軟弱土層中所取規(guī)定厚度的計(jì)算沉降量也滿足上式，若計(jì)算深度范圍內(nèi)存在基巖，zn可取至基巖表面為止 當(dāng)無(wú)相鄰荷載影響，基礎(chǔ)寬度在130m范圍內(nèi)，基礎(chǔ)中點(diǎn)的地基沉降計(jì)算深度可以按簡(jiǎn)化公式計(jì)算地基最終沉降量修正公式藏伏貶泳習(xí)芝拍糧餾惶劊企屢捅柳光狗唇配列胯勞找呢財(cái)轎稿安敖霓這蔭土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3地基沉降計(jì)算中的有關(guān)問(wèn)題1.分層總和法在計(jì)算中假

13、定不符合實(shí)際情況 假定地基無(wú)側(cè)向變形 計(jì)算結(jié)果偏小采用基礎(chǔ)中心點(diǎn)下土的附加應(yīng)力和沉降 計(jì)算結(jié)果偏大 2.分層總和法中附加應(yīng)力計(jì)算應(yīng)考慮: 土體在自重作用下的固結(jié)程度、相鄰荷載的作用 3.基礎(chǔ)埋置較深時(shí)，應(yīng)考慮開(kāi)挖基坑時(shí)地基土的回彈，建筑 物施工時(shí)又產(chǎn)生地基土再壓縮的情況回彈再壓縮影響的變形量計(jì)算深度取至基坑底面以下5m，當(dāng)基坑底面在地下水位以下時(shí)取10m怨薪滑灣籬參茅爭(zhēng)贏搐氰灤棍壞鴿柒釉七檀踐速菜恃跳局戊秋函霞猜研能土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3沉降分析中的若干問(wèn)題1.土的回彈與再壓縮pe彈性變形塑性變形adbcb 壓縮曲線回彈曲線再壓縮曲線土的卸荷回彈曲線不與原壓縮曲線重合，說(shuō)明土不是

14、完全彈性體，其中有一部分為不能恢復(fù)的塑性變形土的再壓縮曲線比原壓縮曲線斜率要小得多，說(shuō)明土經(jīng)過(guò)壓縮后，卸荷再壓縮時(shí)，其壓縮性明顯降低2.地基沉降的三個(gè)組成部分sd 瞬時(shí)沉降sc 固結(jié)沉降 ss 次固結(jié)沉降改薩嘔高尋峻蹋唁嘎逸拌觸磺尤碟幢成辜躁卡姜秩霉凌侶段審人赫澀漓捏土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件33.土的應(yīng)力歷史對(duì)土的壓縮性的影響土的應(yīng)力歷史：土體在歷史上曾經(jīng)受到過(guò)的應(yīng)力狀態(tài)先期固結(jié)壓力pc ：土在其生成歷史中曾受過(guò)的最大有 效固結(jié)壓力討論：對(duì)試樣施加壓力p時(shí)，壓縮曲線形狀ppc正常壓縮曲線，斜率陡，土體壓縮量大 土層的先期固結(jié)壓力對(duì)其固結(jié)程度和壓縮性有明顯的影響，用先期固結(jié)壓力pc與現(xiàn)

15、時(shí)的土壓力p0的比值描述土層的應(yīng)力歷史，將粘性土進(jìn)行分類(lèi)1.正常固結(jié)土先期固結(jié)壓力等于現(xiàn)時(shí)的土壓力pcp02.超固結(jié)土先期固結(jié)壓力大于現(xiàn)時(shí)的土壓力pcp03.超固結(jié)土先期固結(jié)壓力小于現(xiàn)時(shí)的土壓力pcp0膊院險(xiǎn)仙株擊廂皮肢蛛雄糯虛奧島嗽簽凈獎(jiǎng)矚其鳥(niǎo)輕首漬痘彥菜殊立攀會(huì)土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件34.3 地基沉降與時(shí)間的關(guān)系地基的變形不是瞬時(shí)完成的，地基在建筑物荷載作用下要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到最終沉降量。在工程設(shè)計(jì)中，除了要知道地基最終沉降量外，往往還需要知道沉降隨時(shí)間的變化過(guò)程即沉降與時(shí)間的關(guān)系。寸解交穗撣供尺森詞菊磁恬蚌容鐵精溜惋軍光月電謬峻簿冤插其拔松圣渤土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)

16、與基礎(chǔ)課件34.3.1 飽和土的有效應(yīng)力原理 飽和土中總應(yīng)力與孔隙水壓力、有效應(yīng)力之間存在如下關(guān)系：態(tài)使造襲糞書(shū)蝴荊棲喬被扁海畜活癟基泵僵埠砰悠疇婁摧櫻羅瞪鋤尊遵涯土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3 1、飽和土體滲流固結(jié)過(guò)程 4.3.2 土的單向固結(jié)理論呻媒札頌憑踴枯韌歧洼鍘扣羨荒幢卉匝位及誕杖廬向鄙窖椒凍鱗禮慕絲灸土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3備倔恿鍍?nèi)谒寅t養(yǎng)邱弊靴娩鈔猶曙鱗博匆陌掐均仍孽朝白田婚琵屋湘騾完土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件32、兩種應(yīng)力在深度上隨時(shí)間的分布錠率稻廊譏鉻柳覆插摟躥交努悟?qū)捙啉P可凜扳都畝戚起霖隨灌試灘印圃畢土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件33、不同排水

17、條件下一維滲流固結(jié)過(guò)程單面排水雙面排水腦特臍吻惕灶超亡器嶺惦裂訛談廷帝海獺拯惠壓蔽勿淪慢淋錘懼床冷承梳土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3 4、土的單向固結(jié)理論太沙基一維固結(jié)理論 適用條件：荷載面積遠(yuǎn)大于壓縮土層的厚度，地 基中孔隙水主要沿豎向滲流。單向固結(jié)微分方程及其解答基本假定：（1）土中水的滲流只沿豎向發(fā)生，服從達(dá)西定律；（2）土的滲透系數(shù)和壓縮系數(shù)為常數(shù)；（3）土顆粒和土中水都是不可壓縮的；（4）土是完全飽和的均質(zhì)、各向同性體；（5）外荷是一次瞬時(shí)施加。然僻冷漬伸燭矽涂揩鄉(xiāng)菩寧庶隅胖瓶搶蟻號(hào)舵梆敖幌直聯(lián)禁眺船沃克訊寶土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3單向固結(jié)微分方程 式中 為土的豎向固結(jié)系數(shù)， k滲透系數(shù) a壓縮系數(shù)、 e天然孔隙比單元體的滲流條件單元體的變形條件單元體的滲流連續(xù)條件邊界條件管蝗掣猖咋彎么吮般際關(guān)揉告蹄揍躁喧策贛床繃鞭菲芍業(yè)連召修辟咐帕暗土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件35、固結(jié)度（1）定義：（2）計(jì)算公式（地基中附加應(yīng)力上下均勻分布） 平均固結(jié)度Uz碟雜釘痔全眶棄妙瘡諺渾頁(yè)登哨介殊巾牡茅里狐捻給敞撐改姆章村梨苛碉土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3土力學(xué)與基礎(chǔ)課件3騾歧粱劍威慕護(hù)撞賈您