地基沉降計算的若干問題1課件

第六章地基變形第六章1土受力以后為什么會表現(xiàn)出變形特性？

——土的特殊性

彈性變形體應(yīng)變主要是由于孔隙體積變化引起的；剪應(yīng)變主要是由于土顆粒的大小和排列形態(tài)變化引起的。

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§6.1概述土受力以后為什么會表現(xiàn)出變形特性？彈性變形體應(yīng)變主要是由2§6.2基礎(chǔ)最終沉降量最終沉降量S∞：t∞時地基最終沉降穩(wěn)定以后的最大沉降量，不考慮沉降過程。不可壓縮層可壓縮層σz=p0p0國內(nèi)常用的幾種沉降計算方法：分層總和法、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》推薦的方法和彈性力學(xué)公式?！?.2基礎(chǔ)最終沉降量最終沉降量S∞：t∞時地基最終沉降3一、單一土層一維壓縮問題二、地基最終沉降量分層總和法四、應(yīng)力歷史法計算地基最終沉降量三、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》方法五、地基沉降計算的若干問題一、單一土層一維壓縮問題二、地基最終沉降量分層總和法四、應(yīng)力41、計算簡圖壓縮前壓縮后側(cè)限條件σz=p0p0HH/2H/2γ,e1一、單一土層一維壓縮問題（a）e-p曲線（b）e-lgp曲線1、計算簡圖壓縮前壓縮后側(cè)限條件σz=p0p0HH/2H/252、計算公式以e-p曲線為例ee1e2p1p2pee1e2p1p2p受荷面積2、計算公式以e-p曲線為例ee1e2p1p2pee1e26ee1e2p1p2p以公式為例

確定：

測定：e-p曲線或者e-lgp曲線

查定：

算定：3、計算步驟側(cè)限條件σz=p0p0HH/2H/2γ,e1ee1e2p1p2p以公式為例71、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經(jīng)驗性方法。二、地基最終沉降量分層總和法（a）假設(shè)基底壓力為線性分布（b）附加應(yīng)力用彈性理論計算（c）只發(fā)生單向沉降：側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)（d）只計算固結(jié)沉降，不計瞬時沉降和次固結(jié)沉降（e）采用基礎(chǔ)中心點下的附加應(yīng)力計算地基的變形量（f）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：1、基本假定和基本原理理論上不夠完備，缺乏統(tǒng)一理論；二、地基82、計算步驟情況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(chǔ)底面積小，埋深淺，施工快。考慮地基回彈的情形：沉降量從回彈后的基底算起；基礎(chǔ)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2、計算步驟情況1不考慮地基回彈的情形：考慮地基回彈的情形：9d地面基底p0Hi自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計算深度cizizip2、計算步驟－情況1(a)基底附加壓力p0(b)地基中附加應(yīng)力z確定(c)地基分層Hi(d)計算深度確定zn(e)計算每層沉降量si(f)各層沉降量疊加sid地面基底p0Hi自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計算深度cizi10d地面基底2、計算步驟－情況1(a)計算原地基中自重應(yīng)力分布(b)基底附加壓力p0pp0p0=p-0d(c)確定地基中附加應(yīng)力z分布自重應(yīng)力附加應(yīng)力(d)確定計算深度zn①一般土層：σz=0.2σcz；②軟粘土層：σz=0.1σcz；③一般房屋基礎(chǔ)：Zn=B(2.5-0.4lnB)；④基巖或不可壓縮土層。沉降計算深度σcz從地面算起；σz從基底算起；σz是由基底附加壓力p-γ0d引起的d地面基底2、計算步驟－情況1(a)計算原地基中自重應(yīng)力分布112、計算步驟－情況1(a)計算原地基中自重應(yīng)力分布(b)基底附加壓力p0(c)確定地基中附加應(yīng)力z分布(d)確定計算深度znd地面基底pp0d自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計算深度(e)地基分層Hi①不同土層界面；②地下水位線；③每層厚度不宜大于0.4B或4m；④z變化明顯的土層，適當(dāng)取小。(g)各層沉降量疊加Si(f)計算每層沉降量SicziziHi2、計算步驟－情況1(a)計算原地基中自重應(yīng)力分布(b)基底12d地面基底2、計算步驟－情況2(a)計算原地基中自重應(yīng)力分布(b)計算開挖后地基中自重應(yīng)力分布(c)確定地基中附加應(yīng)力z分布p0’czizi下同情況1自重應(yīng)力附加應(yīng)力d地面基底2、計算步驟－情況2(a)計算原地基中自重應(yīng)力分布13pee1ie2ip1ip2izi3、計算公式以e-p曲線為例d地面基底pp0d自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計算深度cziziHipee1ie2ip1ip2izi3、計算公式以e-p曲線為141.公式來源:以e-p曲線為例ziz(i-1)Ai實際面積附加應(yīng)力p0規(guī)范法zi-1zi平均附加應(yīng)力系數(shù)三、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》方法矩形面積2.計算公式:149頁表6-51.公式來源:以e-p曲線為例ziz(i-1)Ai實際面15各種假定導(dǎo)致S

的誤差，如：①取中點下附加應(yīng)力值，使S偏大;②側(cè)限壓縮使計算值偏?。虎鄣鼗痪鶆蛐詫?dǎo)致的誤差等。軟粘土（應(yīng)力集中）S偏小,Ψs>1

硬粘土（應(yīng)力擴散）S偏大,Ψs<1沉降經(jīng)驗修正系數(shù)149頁表6-43.結(jié)果修正基底壓力線性分布假設(shè)彈性附加應(yīng)力計算單向壓縮的假設(shè)只計主固結(jié)沉降原狀土現(xiàn)場取樣的擾動參數(shù)線性的假設(shè)按中點下附加應(yīng)力計算《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》方法各種假定導(dǎo)致S的誤差，如：軟粘土（應(yīng)力集中）S偏小,Ψ16基底附加應(yīng)力2.54.07.015.020.0p0fak1.41.31.00.40.2p0

0.75fak1.11.00.70.40.282頁表4.5沉降計算經(jīng)驗系數(shù)s3.結(jié)果修正0zi0z(i-1)Ai附加應(yīng)力p0s=1.4---0.2,(1)與土質(zhì)軟硬有關(guān),(2)與基底附加應(yīng)力p0/fak的大小有關(guān)fak：地基承載力特征值基底附加應(yīng)力2.54.07.015.020.0p17注：地基沉降計算深度zn需滿足：

--在計算深度zn范圍內(nèi)，第i層土的計算沉降值（㎜）；--在計算深度zn處向上取厚度為△z土層的計算沉降值（㎜）。按表4.6確定。按上式計算確定的zn下仍有軟弱土層時，在相同壓力條件下，變形會增大，故尚應(yīng)繼續(xù)往下計算，直至軟弱土層中所取規(guī)定厚度Δz的計算沉降量滿足上式為止。注：地基沉降計算深度zn需滿足：--在計算深度zn范圍內(nèi)18要點小結(jié)：①準備資料②應(yīng)力分布③沉降計算建筑基礎(chǔ)（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層界面計算各土層的czi，zi計算各層沉降量地基總沉降量自重應(yīng)力基底壓力基底附加應(yīng)力附加應(yīng)力④結(jié)果修正要點小結(jié)：①準備資料②應(yīng)力分布③沉降計算建筑基礎(chǔ)（形狀19計算公式四、考慮應(yīng)力歷史影響的地基最終沉降量計算以e-lgp曲線為例優(yōu)點:可使用推定的原狀土壓縮曲線；可以區(qū)分正常固結(jié)土和超固結(jié)土并分別進行計算。正常固結(jié)土：超固結(jié)土(并假定p2>pc)：lgplgppc計算公式四、考慮應(yīng)力歷史影響的地基最終沉降量計算以e-lgp20正常固結(jié)土用e-lgp曲線計算計算公式d地面基底pp0d自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計算深度cziziHilgp正常固結(jié)土用e-lgp曲線計算計算公式d地面基底pp0d21計算公式d地面基底pp0d自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計算深度cziziHilgppci超固結(jié)土用e-lgp曲線計算計算公式d地面基底pp0d自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計算深度22考慮地基回彈的沉降量計算條件：正常固結(jié)土，e-lgp曲線基底面積大，埋深大，施工期長i層地基的沉降量Si=再壓縮沉降量S1i+壓縮沉降量S2i計算公式

類似于超固結(jié)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p0’czizi自重應(yīng)力附加應(yīng)力考慮地基回彈的沉降量計算條件：正常固結(jié)土，e-lgp曲線i層23計算公式d地面基底p0’czizi自重應(yīng)力附加應(yīng)力計算公式d地面基底p0’czizi自重應(yīng)力附加應(yīng)力24重點：

一維滲流固結(jié)沉降與時間之間的關(guān)系：飽和土層的滲流固結(jié)固結(jié)沉降的速度

？固結(jié)沉降的程度？問題：§6.3地基變形與時間的關(guān)系不可壓縮層可壓縮層p0重點：一維滲流固結(jié)沉降與時間之間的關(guān)系：飽和土層的滲流固結(jié)25二、一維滲流固結(jié)理論（Terzaghi滲流固結(jié)理論）三、地基固結(jié)度的計算五、固結(jié)系數(shù)的測定四、有關(guān)沉降－時間的工程問題一、飽和土中的有效應(yīng)力二、一維滲流固結(jié)理論（Terzaghi滲流固結(jié)理論）三、地基26一、飽和土中的有效應(yīng)力土＝孔隙水固體顆粒骨架+三相體系對所受總應(yīng)力，骨架和孔隙流體如何分擔(dān)？孔隙氣體+總應(yīng)力總應(yīng)力由土骨架和孔隙流體共同承受它們?nèi)绾蝹鬟f和相互轉(zhuǎn)化？它們對土的變形和強度有何影響？受外荷載作用Terzaghi（1923）有效應(yīng)力原理固結(jié)理論土力學(xué)成為獨立的學(xué)科孔隙流體一、飽和土中的有效應(yīng)力土＝孔隙水固體顆粒骨架+三相體系對所受271.飽和土中的應(yīng)力形態(tài)PSPSVaa（一）.有效應(yīng)力原理的基本概念PSA：Aw：As：土單元的斷面積顆粒接觸點的面積孔隙水的斷面積a-a斷面通過土顆粒的接觸點有效應(yīng)力σ’a-a斷面豎向力平衡：u：孔隙水壓力1.飽和土中的應(yīng)力形態(tài)PSPSVaa（一）.有效應(yīng)力原理282.飽和土的有效應(yīng)力原理（1）飽和土體內(nèi)任一平面上受到的總應(yīng)力可分為兩部分σ’和u，并且（2）土的變形與強度都只取決于有效應(yīng)力一般地，有效應(yīng)力總應(yīng)力已知或易知孔隙水壓測定或算定通常,2.飽和土的有效應(yīng)力原理（1）飽和土體內(nèi)任一平面上受到的總29③孔隙水壓力的作用對土顆粒間摩擦、土粒的破碎沒有貢獻，并且水不能承受剪應(yīng)力，因而孔隙水壓力對土的強度沒有直接的影響；它在各個方向相等，只能使土顆粒本身受到等向壓力，由于顆粒本身壓縮模量很大，故土粒本身壓縮變形極小。因而孔隙水壓力對變形也沒有直接的影響，土體不會因為受到水壓力的作用而變得密實。①變形的原因顆粒間克服摩擦相對滑移、滾動—與σ’有關(guān)；接觸點處應(yīng)力過大而破碎—與σ’有關(guān)。試想：海底與土粒間的接觸壓力哪一種情況下大？1mσz=u=0.01MPa104mσz=u=100MPa②強度的成因

凝聚力和摩擦—與σ’有關(guān)（2）（1）土的變形與強度都只取決于有效應(yīng)力③孔隙水壓力的作用①變形的原因試想：1mσz=u=0.01M30自重應(yīng)力情況（側(cè)限應(yīng)變條件）二.飽和土中孔隙水壓力和有效應(yīng)力的計算

(1)靜水條件地下水位海洋土毛細飽和區(qū)(2)穩(wěn)定滲流條件2.附加應(yīng)力情況

(1)單向壓縮應(yīng)力狀態(tài)(2)等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)(3)偏差應(yīng)力狀態(tài)自重應(yīng)力情況二.飽和土中孔隙水壓力和有效應(yīng)力的計算(131自重應(yīng)力情況(1)靜水條件地下水位地下水位下降引起σ’增大的部分H1H2σ’=σ-uu=γwH2u=γwH2σ’=σ-u=γH1+γsatH2-γwH2=γH1+(γsat-γw)H2=γH1+γ’H2地下水位下降會引起σ’增大，土?xí)a(chǎn)生壓縮，這是城市抽水引起地面沉降的一個主要原因。自重應(yīng)力情況(1)靜水條件地下水位地下水位下降引起σ’增32海洋土(1)靜水條件γwH1γwH1σ’=σ-u

=γwH1+γsatH2-γwH

=γsatH2-γw(H-H1)

=(γsat-γw)H2

=γ’H2海洋土(1)靜水條件γwH1γwH1σ’=σ-u33毛細飽和區(qū)(1)靜水條件毛細飽和區(qū)總應(yīng)力孔隙水壓力有效應(yīng)力＝－+-毛細飽和區(qū)(1)靜水條件毛細飽和區(qū)總應(yīng)力孔隙水壓力有效應(yīng)力＝34HΔh砂層，承壓水粘土層γsatHΔh砂層，排水γsat(2)穩(wěn)定滲流條件向上滲流向下滲流HΔh砂層，承壓水粘土層HΔh砂層，排水γsat(2)穩(wěn)定35土水整體分析A向上滲流:向下滲流:HΔh砂層，承壓水粘土層γsat滲流壓密滲透壓力:土水整體分析A向上滲流:向下滲流:HΔh砂層，承壓水粘土層滲36取土骨架為隔離體A向上滲流:向下滲流:HΔh砂層，承壓水粘土層γsat自重應(yīng)力:滲透力:滲透力產(chǎn)生的應(yīng)力:滲透力產(chǎn)生有效應(yīng)力取土骨架為隔離體A向上滲流:向下滲流:HΔh砂層，承壓水粘土37實踐背景：大面積均布荷載p0不透水巖層飽和壓縮層σz=p0p0側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)二、一維滲流固結(jié)理論（Terzaghi滲流固結(jié)理論）實踐背景：大面積均布荷載p0不透水巖層飽和壓縮層σz=p0381、物理模型ppp附加應(yīng)力:σz=p超靜孔壓:

u=σz=p有效應(yīng)力:σ’z=0滲流固結(jié)過程附加應(yīng)力:σz=p超靜孔壓:

u<p有效應(yīng)力:σ’z>0附加應(yīng)力:σz=p超靜孔壓:

u=0有效應(yīng)力:σ’z=p1、物理模型ppp附加應(yīng)力:σz=p滲流固結(jié)過程附加應(yīng)力:392、數(shù)學(xué)模型①土層均勻且完全飽和；②土顆粒與水不可壓縮；③變形是單向壓縮（水的滲出和土層壓縮是單向的）；④荷載均布且一次施加；——假定z=const⑤滲流符合達西定律且滲透系數(shù)保持不變；⑥壓縮系數(shù)a是常數(shù)?；炯俣ǎ呵蠼馑悸罚嚎倯?yīng)力已知有效應(yīng)力原理超靜孔隙水壓力的時空分布2、數(shù)學(xué)模型①土層均勻且完全飽和；基本假定：求解思路：總應(yīng)力40建立方程：微小單元（1×1×dz）微小時段（dt）2、數(shù)學(xué)模型孔隙體積的變化＝流出的水量土的壓縮特性有效應(yīng)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：微小單元（1×1×dz）2、數(shù)學(xué)模型孔隙體積的變化41建立方程：2、數(shù)學(xué)模型固體體積：孔隙體積：dt時段內(nèi)：孔隙體積的變化＝流出的水量建立方程：2、數(shù)學(xué)模型固體體積：孔隙體積：dt時段內(nèi)：孔隙體42建立方程：2、數(shù)學(xué)模型dt時段內(nèi)：孔隙體積的變化＝流出的水量土的壓縮性：有效應(yīng)力原理：達西定律:孔隙體積的變化＝土骨架的體積變化建立方程：2、數(shù)學(xué)模型dt時段內(nèi)：孔隙體積的變化＝流出的水量43Cv反映了土的固結(jié)性質(zhì)：孔壓消散的快慢－固結(jié)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）固結(jié)系數(shù)建立方程：2、數(shù)學(xué)模型Cv反映了土的固結(jié)性質(zhì)：孔壓消散的快慢－固結(jié)速度；固結(jié)系數(shù)44

線性齊次拋物線型微分方程式，一般可用分離變量方法求解。給出定解條件，求解滲流固結(jié)方程，就可以解出uz,t。方程求解：2、數(shù)學(xué)模型（1）求解思路：線性齊次拋物線型微分方程式，一般可用分離變量方法求解。45不透水巖層飽和壓縮層σz=p0p00zH:u=p0z=0:u=0z=H:uz

0zH:u=0（2）邊界、初始條件：z不透水巖層飽和壓縮層σz=p0p00zH:z=046(3)微分方程的解時間因數(shù)m＝1，3，5，7······0zH:u=p0z=0:u=0z=H:uz

0zH:u=0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(jié)程度(3)微分方程的解時間因數(shù)m＝1，3，5，7······047H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)微分方程的解時間因數(shù)m＝1，3，5，7······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48三、地基固結(jié)度的計算

一點M：地層：一層土的平均固結(jié)度Uz,t=0～1：表征總應(yīng)力中有效應(yīng)力所占比例1、基本概念M三、地基固結(jié)度的計算一點M：地層：一層土的平均固結(jié)度U492、平均固結(jié)度Ut與沉降量St之間的關(guān)系t時刻：確定St的關(guān)鍵是確定Ut確定Ut的核心問題是確定uz.t在時間t的沉降與最終沉降量之比2、平均固結(jié)度Ut與沉降量St之間的關(guān)系t時刻：確定St的503.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(jié)度Ut已知解得近似簡化圖表P175，圖6-26Tv－豎向固結(jié)時間因數(shù)反映固結(jié)程度3.地基沉降過程計算1)基本計算方法——均布荷載，單向排51不透水邊界透水邊界滲流123不透水邊界透水邊界滲12352（1）壓縮應(yīng)力分布不同時2)常見計算條件實踐背景：H小，p大自重應(yīng)力附加應(yīng)力自重應(yīng)力附加應(yīng)力壓縮土層底面的附加應(yīng)力還不接近零情況2、3：解析公式（6-65）圖表：圖6-27情況4、5：疊加原理解析公式（6-70\6-71）計算公式：應(yīng)力分布：12534基本情況：3.地基沉降過程計算不透水邊界透水邊界（1）壓縮應(yīng)力分布不同時2)常見計算條件實踐背景：H小，532)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3.地基沉降過程計算透水邊界應(yīng)力分布：12534基本情況：透水邊界H2)常見計算條件（2）雙面排水時無論哪種情況，均按情況1計54三、單向分層總和法的評價二、砂性土地基的沉降計算一、粘土地基的沉降量計算§6.4地基沉降有關(guān)問題綜述三、單向分層總和法的評價二、砂性土地基的沉降計算一、粘土地基55一、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(jié)沉降Ss主固結(jié)沉降完成以后，在有效應(yīng)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(guān)，取決于土的蠕變性質(zhì)，既包括剪應(yīng)變，又包括體應(yīng)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(cè)向位移(即剪切變形)引起的。主固結(jié)沉降(滲流固結(jié)沉降)

Sc由于超孔隙水壓力逐漸向有效應(yīng)力轉(zhuǎn)化而發(fā)生的土滲透固結(jié)變形引起的。是地基變形的主要部分。tSSi：初始瞬時沉降Ss:次固結(jié)沉降Sc：主固結(jié)沉降一、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56二、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

基于經(jīng)驗公式的估算方法辦法：特點：問題：

原位凍結(jié)取樣

單向分層總和法

S

SS二、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，57三、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(chǔ)（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(yīng)用的經(jīng)驗，適當(dāng)修正。（1）基本假定：（2）優(yōu)點：（a）假設(shè)基底壓力為線性分布（b）附加應(yīng)力用彈性理論計算（c）只發(fā)生單向沉降：側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)（d）只計算固結(jié)沉降，不計瞬時沉降和次固結(jié)沉降（e）整個地基的最終沉降量為各層沉降量之和三、單向分層總和法的評價可計算成層地基；（1）基本假定：（258①西方②可判定原狀土壓縮曲線③區(qū)分不同固結(jié)狀態(tài)④計算結(jié)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：①原蘇聯(lián)②無法確定現(xiàn)場土壓縮曲線③不區(qū)分不同固結(jié)狀態(tài)④計算結(jié)果偏小e-pe-lgp均需修正三、單向分層總和法的評價相差比較大（3）精度：（4）e-p曲線與e-lgp曲線59四、有關(guān)沉降－時間的工程問題1、求某一時刻t的固結(jié)度與沉降量2、求達到某一固結(jié)度所需要的時間四、有關(guān)沉降－時間的工程問題1、求某一時刻t的固結(jié)度與沉降量601、求某一時刻t的固結(jié)度與沉降量tTv=Cvt/H2St=UtS1、求某一時刻t的固結(jié)度與沉降量tTv=Cvt/H2St=U612、求達到某一沉降量(固結(jié)度)所需要的時間Ut=St/S從Ut查表（計算）確定Tv2、求達到某一沉降量(固結(jié)度)所需要的時間Ut=St/S623、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(guān)系對于各種初始應(yīng)力分布，固結(jié)度均可寫成：已知：t1－S1t2－S2公式計算，計算t3－S33、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63五、固結(jié)系數(shù)確定方法固結(jié)系數(shù)Cv——反映固結(jié)速度的指標,Cv越大，固結(jié)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五、固結(jié)系數(shù)確定方法固結(jié)系數(shù)Cv——反映固結(jié)速度的指標,64方法二：直接測量法壓縮試驗S-t曲線由理論公式，H——取試樣厚度的一半；

缺點：由于次固結(jié)，S∞不易確定四、固結(jié)系數(shù)確定方法方法二：直接測量法壓縮試驗S-t曲線由理論公式，H65當(dāng)U<60%時二者非常接近當(dāng)U>90%時二者差別逐漸加大(2)試驗結(jié)果表明：(1)方法三：時間平方根法—經(jīng)驗方法當(dāng)U<60%時二者非常接近(2)試驗結(jié)果表明：(1)方法三：66方法三：時間平方根法—經(jīng)驗方法OSS90S0=0OA(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：(c)做直線與試驗曲線交于點A(d)點A對應(yīng)于橫坐標(Tv=0.848)方法三：時間平方根法—經(jīng)驗方法OSS90S0=0OA(e)67方法四：時間對數(shù)法—經(jīng)驗方法自學(xué)方法四：時間對數(shù)法—經(jīng)驗方法自學(xué)686-12.由于建筑物傳來的荷載，地基中某一飽和粘土層產(chǎn)生梯形分布的豎向附加應(yīng)力，該層頂面和底面的附加應(yīng)力分別為Z′＝240KPa，Z′′＝160KPa，頂?shù)酌嫱杆翆悠骄鵮＝0.2cm／年，e＝0.88，a＝0.39MPa-1，Es＝4.82MPa。試求：1）該土層的最終沉降量；2）當(dāng)達到最終沉降量之半所需的時間；3）當(dāng)達到120mm沉降所需的時間；4）如果該飽和粘土層下臥不透水層，則達到120mm沉降所需的時間。Z′Z′′4m解：1）該土層的最終沉降量為：2）當(dāng)達到最終沉降量之半時，查175頁圖6-26曲線（1），得Tv＝0.2，6-12.由于建筑物傳來的荷載，地基中某一飽和粘土層產(chǎn)生梯形69Z′Z′′4m3）當(dāng)達到120mm沉降時，查175頁圖6-26曲線（1），得Tv＝0.4，4）如果該飽和粘土層下臥不透水層，屬于單面排水情況，應(yīng)采用疊加原理求解。據(jù)176頁公式（6-71）查175頁圖6-26曲線（1）（3），得Tv＝0.41，Z′Z′′4m3）當(dāng)達到120mm沉降時，4）如果該飽和70小結(jié)壓縮性及測試最終沉降量一維壓縮一維固結(jié)沉降速率三維固結(jié)修正復(fù)雜條件下的計算公式主線、重點：一維問題！室內(nèi)試驗室外試驗側(cè)限壓縮、三軸壓縮等荷載試驗、旁壓試驗等小結(jié)壓縮性最終一維壓縮一維固結(jié)沉降三維固結(jié)修正復(fù)雜條件下的計71土的壓縮性測試方法一、側(cè)限壓縮試驗及其應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系二、三軸壓縮試驗及其應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系三、普遍應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系及本構(gòu)模型四、荷載試驗與旁壓試驗（自學(xué)）一維壓縮性及其指標一、e-p曲線二、e-lgp曲線三、先期固結(jié)壓力四、原位壓縮曲線及再壓縮曲線一、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地基的最終沉降量計算一、一維滲流固結(jié)理論二、固結(jié)度的計算三、有關(guān)沉降－時間的工程問題四、固結(jié)系數(shù)的測定飽和土體的滲流固結(jié)理論小結(jié)土的壓縮性測試方法一、側(cè)限壓縮試驗及其應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系一維壓縮72

第六章地基變形第六章73土受力以后為什么會表現(xiàn)出變形特性？

——土的特殊性

彈性變形體應(yīng)變主要是由于孔隙體積變化引起的；剪應(yīng)變主要是由于土顆粒的大小和排列形態(tài)變化引起的。

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§6.1概述土受力以后為什么會表現(xiàn)出變形特性？彈性變形體應(yīng)變主要是由74§6.2基礎(chǔ)最終沉降量最終沉降量S∞：t∞時地基最終沉降穩(wěn)定以后的最大沉降量，不考慮沉降過程。不可壓縮層可壓縮層σz=p0p0國內(nèi)常用的幾種沉降計算方法：分層總和法、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》推薦的方法和彈性力學(xué)公式?！?.2基礎(chǔ)最終沉降量最終沉降量S∞：t∞時地基最終沉降75一、單一土層一維壓縮問題二、地基最終沉降量分層總和法四、應(yīng)力歷史法計算地基最終沉降量三、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》方法五、地基沉降計算的若干問題一、單一土層一維壓縮問題二、地基最終沉降量分層總和法四、應(yīng)力761、計算簡圖壓縮前壓縮后側(cè)限條件σz=p0p0HH/2H/2γ,e1一、單一土層一維壓縮問題（a）e-p曲線（b）e-lgp曲線1、計算簡圖壓縮前壓縮后側(cè)限條件σz=p0p0HH/2H/2772、計算公式以e-p曲線為例ee1e2p1p2pee1e2p1p2p受荷面積2、計算公式以e-p曲線為例ee1e2p1p2pee1e278ee1e2p1p2p以公式為例

確定：

測定：e-p曲線或者e-lgp曲線

查定：

算定：3、計算步驟側(cè)限條件σz=p0p0HH/2H/2γ,e1ee1e2p1p2p以公式為例791、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經(jīng)驗性方法。二、地基最終沉降量分層總和法（a）假設(shè)基底壓力為線性分布（b）附加應(yīng)力用彈性理論計算（c）只發(fā)生單向沉降：側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)（d）只計算固結(jié)沉降，不計瞬時沉降和次固結(jié)沉降（e）采用基礎(chǔ)中心點下的附加應(yīng)力計算地基的變形量（f）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：1、基本假定和基本原理理論上不夠完備，缺乏統(tǒng)一理論；二、地基802、計算步驟情況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(chǔ)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(chǔ)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2、計算步驟情況1不考慮地基回彈的情形：考慮地基回彈的情形：81d地面基底p0Hi自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計算深度cizizip2、計算步驟－情況1(a)基底附加壓力p0(b)地基中附加應(yīng)力z確定(c)地基分層Hi(d)計算深度確定zn(e)計算每層沉降量si(f)各層沉降量疊加sid地面基底p0Hi自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計算深度cizi82d地面基底2、計算步驟－情況1(a)計算原地基中自重應(yīng)力分布(b)基底附加壓力p0pp0p0=p-0d(c)確定地基中附加應(yīng)力z分布自重應(yīng)力附加應(yīng)力(d)確定計算深度zn①一般土層：σz=0.2σcz；②軟粘土層：σz=0.1σcz；③一般房屋基礎(chǔ)：Zn=B(2.5-0.4lnB)；④基巖或不可壓縮土層。沉降計算深度σcz從地面算起；σz從基底算起；σz是由基底附加壓力p-γ0d引起的d地面基底2、計算步驟－情況1(a)計算原地基中自重應(yīng)力分布832、計算步驟－情況1(a)計算原地基中自重應(yīng)力分布(b)基底附加壓力p0(c)確定地基中附加應(yīng)力z分布(d)確定計算深度znd地面基底pp0d自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計算深度(e)地基分層Hi①不同土層界面；②地下水位線；③每層厚度不宜大于0.4B或4m；④z變化明顯的土層，適當(dāng)取小。(g)各層沉降量疊加Si(f)計算每層沉降量SicziziHi2、計算步驟－情況1(a)計算原地基中自重應(yīng)力分布(b)基底84d地面基底2、計算步驟－情況2(a)計算原地基中自重應(yīng)力分布(b)計算開挖后地基中自重應(yīng)力分布(c)確定地基中附加應(yīng)力z分布p0’czizi下同情況1自重應(yīng)力附加應(yīng)力d地面基底2、計算步驟－情況2(a)計算原地基中自重應(yīng)力分布85pee1ie2ip1ip2izi3、計算公式以e-p曲線為例d地面基底pp0d自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計算深度cziziHipee1ie2ip1ip2izi3、計算公式以e-p曲線為861.公式來源:以e-p曲線為例ziz(i-1)Ai實際面積附加應(yīng)力p0規(guī)范法zi-1zi平均附加應(yīng)力系數(shù)三、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》方法矩形面積2.計算公式:149頁表6-51.公式來源:以e-p曲線為例ziz(i-1)Ai實際面87各種假定導(dǎo)致S

的誤差，如：①取中點下附加應(yīng)力值，使S偏大;②側(cè)限壓縮使計算值偏??；③地基不均勻性導(dǎo)致的誤差等。軟粘土（應(yīng)力集中）S偏小,Ψs>1

硬粘土（應(yīng)力擴散）S偏大,Ψs<1沉降經(jīng)驗修正系數(shù)149頁表6-43.結(jié)果修正基底壓力線性分布假設(shè)彈性附加應(yīng)力計算單向壓縮的假設(shè)只計主固結(jié)沉降原狀土現(xiàn)場取樣的擾動參數(shù)線性的假設(shè)按中點下附加應(yīng)力計算《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》方法各種假定導(dǎo)致S的誤差，如：軟粘土（應(yīng)力集中）S偏小,Ψ88基底附加應(yīng)力2.54.07.015.020.0p0fak1.41.31.00.40.2p0

0.75fak1.11.00.70.40.282頁表4.5沉降計算經(jīng)驗系數(shù)s3.結(jié)果修正0zi0z(i-1)Ai附加應(yīng)力p0s=1.4---0.2,(1)與土質(zhì)軟硬有關(guān),(2)與基底附加應(yīng)力p0/fak的大小有關(guān)fak：地基承載力特征值基底附加應(yīng)力2.54.07.015.020.0p89注：地基沉降計算深度zn需滿足：

--在計算深度zn范圍內(nèi)，第i層土的計算沉降值（㎜）；--在計算深度zn處向上取厚度為△z土層的計算沉降值（㎜）。按表4.6確定。按上式計算確定的zn下仍有軟弱土層時，在相同壓力條件下，變形會增大，故尚應(yīng)繼續(xù)往下計算，直至軟弱土層中所取規(guī)定厚度Δz的計算沉降量滿足上式為止。注：地基沉降計算深度zn需滿足：--在計算深度zn范圍內(nèi)90要點小結(jié)：①準備資料②應(yīng)力分布③沉降計算建筑基礎(chǔ)（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層界面計算各土層的czi，zi計算各層沉降量地基總沉降量自重應(yīng)力基底壓力基底附加應(yīng)力附加應(yīng)力④結(jié)果修正要點小結(jié)：①準備資料②應(yīng)力分布③沉降計算建筑基礎(chǔ)（形狀91計算公式四、考慮應(yīng)力歷史影響的地基最終沉降量計算以e-lgp曲線為例優(yōu)點:可使用推定的原狀土壓縮曲線；可以區(qū)分正常固結(jié)土和超固結(jié)土并分別進行計算。正常固結(jié)土：超固結(jié)土(并假定p2>pc)：lgplgppc計算公式四、考慮應(yīng)力歷史影響的地基最終沉降量計算以e-lgp92正常固結(jié)土用e-lgp曲線計算計算公式d地面基底pp0d自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計算深度cziziHilgp正常固結(jié)土用e-lgp曲線計算計算公式d地面基底pp0d93計算公式d地面基底pp0d自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計算深度cziziHilgppci超固結(jié)土用e-lgp曲線計算計算公式d地面基底pp0d自重應(yīng)力附加應(yīng)力沉降計算深度94考慮地基回彈的沉降量計算條件：正常固結(jié)土，e-lgp曲線基底面積大，埋深大，施工期長i層地基的沉降量Si=再壓縮沉降量S1i+壓縮沉降量S2i計算公式

類似于超固結(jié)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p0’czizi自重應(yīng)力附加應(yīng)力考慮地基回彈的沉降量計算條件：正常固結(jié)土，e-lgp曲線i層95計算公式d地面基底p0’czizi自重應(yīng)力附加應(yīng)力計算公式d地面基底p0’czizi自重應(yīng)力附加應(yīng)力96重點：

一維滲流固結(jié)沉降與時間之間的關(guān)系：飽和土層的滲流固結(jié)固結(jié)沉降的速度

？固結(jié)沉降的程度？問題：§6.3地基變形與時間的關(guān)系不可壓縮層可壓縮層p0重點：一維滲流固結(jié)沉降與時間之間的關(guān)系：飽和土層的滲流固結(jié)97二、一維滲流固結(jié)理論（Terzaghi滲流固結(jié)理論）三、地基固結(jié)度的計算五、固結(jié)系數(shù)的測定四、有關(guān)沉降－時間的工程問題一、飽和土中的有效應(yīng)力二、一維滲流固結(jié)理論（Terzaghi滲流固結(jié)理論）三、地基98一、飽和土中的有效應(yīng)力土＝孔隙水固體顆粒骨架+三相體系對所受總應(yīng)力，骨架和孔隙流體如何分擔(dān)？孔隙氣體+總應(yīng)力總應(yīng)力由土骨架和孔隙流體共同承受它們?nèi)绾蝹鬟f和相互轉(zhuǎn)化？它們對土的變形和強度有何影響？受外荷載作用Terzaghi（1923）有效應(yīng)力原理固結(jié)理論土力學(xué)成為獨立的學(xué)科孔隙流體一、飽和土中的有效應(yīng)力土＝孔隙水固體顆粒骨架+三相體系對所受991.飽和土中的應(yīng)力形態(tài)PSPSVaa（一）.有效應(yīng)力原理的基本概念PSA：Aw：As：土單元的斷面積顆粒接觸點的面積孔隙水的斷面積a-a斷面通過土顆粒的接觸點有效應(yīng)力σ’a-a斷面豎向力平衡：u：孔隙水壓力1.飽和土中的應(yīng)力形態(tài)PSPSVaa（一）.有效應(yīng)力原理1002.飽和土的有效應(yīng)力原理（1）飽和土體內(nèi)任一平面上受到的總應(yīng)力可分為兩部分σ’和u，并且（2）土的變形與強度都只取決于有效應(yīng)力一般地，有效應(yīng)力總應(yīng)力已知或易知孔隙水壓測定或算定通常,2.飽和土的有效應(yīng)力原理（1）飽和土體內(nèi)任一平面上受到的總101③孔隙水壓力的作用對土顆粒間摩擦、土粒的破碎沒有貢獻，并且水不能承受剪應(yīng)力，因而孔隙水壓力對土的強度沒有直接的影響；它在各個方向相等，只能使土顆粒本身受到等向壓力，由于顆粒本身壓縮模量很大，故土粒本身壓縮變形極小。因而孔隙水壓力對變形也沒有直接的影響，土體不會因為受到水壓力的作用而變得密實。①變形的原因顆粒間克服摩擦相對滑移、滾動—與σ’有關(guān)；接觸點處應(yīng)力過大而破碎—與σ’有關(guān)。試想：海底與土粒間的接觸壓力哪一種情況下大？1mσz=u=0.01MPa104mσz=u=100MPa②強度的成因

凝聚力和摩擦—與σ’有關(guān)（2）（1）土的變形與強度都只取決于有效應(yīng)力③孔隙水壓力的作用①變形的原因試想：1mσz=u=0.01M102自重應(yīng)力情況（側(cè)限應(yīng)變條件）二.飽和土中孔隙水壓力和有效應(yīng)力的計算

(1)靜水條件地下水位海洋土毛細飽和區(qū)(2)穩(wěn)定滲流條件2.附加應(yīng)力情況

(1)單向壓縮應(yīng)力狀態(tài)(2)等向壓縮應(yīng)力狀態(tài)(3)偏差應(yīng)力狀態(tài)自重應(yīng)力情況二.飽和土中孔隙水壓力和有效應(yīng)力的計算(1103自重應(yīng)力情況(1)靜水條件地下水位地下水位下降引起σ’增大的部分H1H2σ’=σ-uu=γwH2u=γwH2σ’=σ-u=γH1+γsatH2-γwH2=γH1+(γsat-γw)H2=γH1+γ’H2地下水位下降會引起σ’增大，土?xí)a(chǎn)生壓縮，這是城市抽水引起地面沉降的一個主要原因。自重應(yīng)力情況(1)靜水條件地下水位地下水位下降引起σ’增104海洋土(1)靜水條件γwH1γwH1σ’=σ-u

=γwH1+γsatH2-γwH

=γsatH2-γw(H-H1)

=(γsat-γw)H2

=γ’H2海洋土(1)靜水條件γwH1γwH1σ’=σ-u105毛細飽和區(qū)(1)靜水條件毛細飽和區(qū)總應(yīng)力孔隙水壓力有效應(yīng)力＝－+-毛細飽和區(qū)(1)靜水條件毛細飽和區(qū)總應(yīng)力孔隙水壓力有效應(yīng)力＝106HΔh砂層，承壓水粘土層γsatHΔh砂層，排水γsat(2)穩(wěn)定滲流條件向上滲流向下滲流HΔh砂層，承壓水粘土層HΔh砂層，排水γsat(2)穩(wěn)定107土水整體分析A向上滲流:向下滲流:HΔh砂層，承壓水粘土層γsat滲流壓密滲透壓力:土水整體分析A向上滲流:向下滲流:HΔh砂層，承壓水粘土層滲108取土骨架為隔離體A向上滲流:向下滲流:HΔh砂層，承壓水粘土層γsat自重應(yīng)力:滲透力:滲透力產(chǎn)生的應(yīng)力:滲透力產(chǎn)生有效應(yīng)力取土骨架為隔離體A向上滲流:向下滲流:HΔh砂層，承壓水粘土109實踐背景：大面積均布荷載p0不透水巖層飽和壓縮層σz=p0p0側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)二、一維滲流固結(jié)理論（Terzaghi滲流固結(jié)理論）實踐背景：大面積均布荷載p0不透水巖層飽和壓縮層σz=p01101、物理模型ppp附加應(yīng)力:σz=p超靜孔壓:

u=σz=p有效應(yīng)力:σ’z=0滲流固結(jié)過程附加應(yīng)力:σz=p超靜孔壓:

u<p有效應(yīng)力:σ’z>0附加應(yīng)力:σz=p超靜孔壓:

u=0有效應(yīng)力:σ’z=p1、物理模型ppp附加應(yīng)力:σz=p滲流固結(jié)過程附加應(yīng)力:1112、數(shù)學(xué)模型①土層均勻且完全飽和；②土顆粒與水不可壓縮；③變形是單向壓縮（水的滲出和土層壓縮是單向的）；④荷載均布且一次施加；——假定z=const⑤滲流符合達西定律且滲透系數(shù)保持不變；⑥壓縮系數(shù)a是常數(shù)。基本假定：求解思路：總應(yīng)力已知有效應(yīng)力原理超靜孔隙水壓力的時空分布2、數(shù)學(xué)模型①土層均勻且完全飽和；基本假定：求解思路：總應(yīng)力112建立方程：微小單元（1×1×dz）微小時段（dt）2、數(shù)學(xué)模型孔隙體積的變化＝流出的水量土的壓縮特性有效應(yīng)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：微小單元（1×1×dz）2、數(shù)學(xué)模型孔隙體積的變化113建立方程：2、數(shù)學(xué)模型固體體積：孔隙體積：dt時段內(nèi)：孔隙體積的變化＝流出的水量建立方程：2、數(shù)學(xué)模型固體體積：孔隙體積：dt時段內(nèi)：孔隙體114建立方程：2、數(shù)學(xué)模型dt時段內(nèi)：孔隙體積的變化＝流出的水量土的壓縮性：有效應(yīng)力原理：達西定律:孔隙體積的變化＝土骨架的體積變化建立方程：2、數(shù)學(xué)模型dt時段內(nèi)：孔隙體積的變化＝流出的水量115Cv反映了土的固結(jié)性質(zhì)：孔壓消散的快慢－固結(jié)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）固結(jié)系數(shù)建立方程：2、數(shù)學(xué)模型Cv反映了土的固結(jié)性質(zhì)：孔壓消散的快慢－固結(jié)速度；固結(jié)系數(shù)116

線性齊次拋物線型微分方程式，一般可用分離變量方法求解。給出定解條件，求解滲流固結(jié)方程，就可以解出uz,t。方程求解：2、數(shù)學(xué)模型（1）求解思路：線性齊次拋物線型微分方程式，一般可用分離變量方法求解。117不透水巖層飽和壓縮層σz=p0p00zH:u=p0z=0:u=0z=H:uz

0zH:u=0（2）邊界、初始條件：z不透水巖層飽和壓縮層σz=p0p00zH:z=0118(3)微分方程的解時間因數(shù)m＝1，3，5，7······0zH:u=p0z=0:u=0z=H:uz

0zH:u=0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(jié)程度(3)微分方程的解時間因數(shù)m＝1，3，5，7······0119H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)微分方程的解時間因數(shù)m＝1，3，5，7······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120三、地基固結(jié)度的計算

一點M：地層：一層土的平均固結(jié)度Uz,t=0～1：表征總應(yīng)力中有效應(yīng)力所占比例1、基本概念M三、地基固結(jié)度的計算一點M：地層：一層土的平均固結(jié)度U1212、平均固結(jié)度Ut與沉降量St之間的關(guān)系t時刻：確定St的關(guān)鍵是確定Ut確定Ut的核心問題是確定uz.t在時間t的沉降與最終沉降量之比2、平均固結(jié)度Ut與沉降量St之間的關(guān)系t時刻：確定St的1223.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(jié)度Ut已知解得近似簡化圖表P175，圖6-26Tv－豎向固結(jié)時間因數(shù)反映固結(jié)程度3.地基沉降過程計算1)基本計算方法——均布荷載，單向排123不透水邊界透水邊界滲流123不透水邊界透水邊界滲123124（1）壓縮應(yīng)力分布不同時2)常見計算條件實踐背景：H小，p大自重應(yīng)力附加應(yīng)力自重應(yīng)力附加應(yīng)力壓縮土層底面的附加應(yīng)力還不接近零情況2、3：解析公式（6-65）圖表：圖6-27情況4、5：疊加原理解析公式（6-70\6-71）計算公式：應(yīng)力分布：12534基本情況：3.地基沉降過程計算不透水邊界透水邊界（1）壓縮應(yīng)力分布不同時2)常見計算條件實踐背景：H小，1252)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3.地基沉降過程計算透水邊界應(yīng)力分布：12534基本情況：透水邊界H2)常見計算條件（2）雙面排水時無論哪種情況，均按情況1計126三、單向分層總和法的評價二、砂性土地基的沉降計算一、粘土地基的沉降量計算§6.4地基沉降有關(guān)問題綜述三、單向分層總和法的評價二、砂性土地基的沉降計算一、粘土地基127一、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(jié)沉降Ss主固結(jié)沉降完成以后，在有效應(yīng)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(guān)，取決于土的蠕變性質(zhì)，既包括剪應(yīng)變，又包括體應(yīng)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(cè)向位移(即剪切變形)引起的。主固結(jié)沉降(滲流固結(jié)沉降)

Sc由于超孔隙水壓力逐漸向有效應(yīng)力轉(zhuǎn)化而發(fā)生的土滲透固結(jié)變形引起的。是地基變形的主要部分。tSSi：初始瞬時沉降Ss:次固結(jié)沉降Sc：主固結(jié)沉降一、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128二、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

基于經(jīng)驗公式的估算方法辦法：特點：問題：

原位凍結(jié)取樣

單向分層總和法

S

SS二、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，129三、單向分層總和法的評價可計算成層