第四章在上部荷載作用下必然

地礎沉降，特別是差異沉降必然在上部（一）土的變形機理與特孔隙流體的滲透變形變形特點：非線性、非彈性（彈塑性）、剪脹（剪縮）性、與時間關（蠕變）（二）土在三軸試驗中的應力應變關先向壓力室內注水，給試件施加σ2=σ3的周偏差應力σ1σ3，同時測量每級壓力作用下的豎向變形，計算相應的應變ε1，得到(σ1σ3ε1應固結：就是在施加周圍壓力σ2σ3時打開排水排水：就是在施加豎向應力?σ1=σ1-σ3時，打σ1-

σ1-密松

(σ1-σ3)-εv-εv-與圍壓σ3的關

與土的密度關σ1- εεt (d)粘土有蠕變性σ1- σ1- σ1-σ1-

dε=

(a)完全彈塑性(b)非線彈 (c)彈塑 (d)流變模（一）側限壓縮試εx=εy=0σx=σy=

土土樣圖4-4壓縮試驗簡 VH1HAs1e圖4-5∴1AH1AH01Aee0sH載荷時間曲tettet

壓縮曲σ- σ1- σσ-三σ-三e/e/(1+e00側限壓縮時εvεz，土樣壓縮，無體脹可（二）e-p曲線及有關壓縮性指--如右圖所示，e-p曲線的割aee1 p2

圖4-8壓縮系數(shù)a0.1≤a1-2<0.5MPa-

vm 1e1 v 1

(4-Es=?p/?εz=(1+e1)/a=1/mvEs<4≤Es≤Es＞

若?σx、?σy0，那么：?σxσyK0?σz

1

∴?εz=(11μ) 故E=(1 )

/?εz=

1

)Es=1 1因為β1.0，所以Eseelgp曲線的特Cc=-?e/=(e1-e2)/(lgp2-lg=-?e/lg(p2

lg壓縮Cc越大，土的壓縮性越高。Cc值一般大于0.4。對粘土來講，Ce(1/5~1/10)Ccagcagchh

abc原位壓縮曲線；bgb?取樣回彈曲線；b?gc室內壓縮曲德，Casagrande法如下圖所示。壓力pc。

圖4-11Casagrande圖解法確定pcσcpcσcpcσc的剝蝕、冰川的融化、水位的上升等原因，使長pc與σc之比稱為超固結比（OverConsolidation），用OCR表示，即OCRpcσcOCR1.0的土就是正常固結土，OCR>1.0的土就是超固結土，OCR<1.0的土就是欠固結土。Casagrande方法近似10取樣過程中無回彈eo代表現(xiàn)場原位或p1)20e=0.42eo時，試

確定原位狀態(tài)點bp1pc，eo)點c在試驗曲線上找到縱坐標e0.42eo其斜率就是土的原位壓縮指數(shù)Cc eo代表現(xiàn)場原位( e=0.42eo時，試樣

確定原位狀態(tài)點b1p1Σγ?h，eo 在室內試驗曲線上找到縱坐標e的點c SSt

計算原壓前應力：p1i=(σc(i-1)+σci)/2 e-p曲線→e1+e-p曲線→壓后應力：p2i+e-p曲線→壓后應力：p2ip1i

e2i 1

si

aipiEssiEssiicEHii1Cpcp(3sΣ(?sii

載變成了pγ0D。

圖4-15ep（一）計算步軟粘土：σz應變比法(規(guī)范)：zn之上厚度為 的（3）經驗公式：znb[2.50.4lnb（規(guī)范）（4）不可壓縮層（規(guī)范）表4-1計算厚度?zn的確 b2<b4<b8<b15<bb>?zn=計算各分層的沉 S sS's可查表（二）例

E E

i 例題4-1(p85)，例題4-2(p87)，例題4-eeee =定的壓縮指數(shù)Cce2p1=lg圖4-16p1i=(σc(i-1)+?pi=(σz(i-1)+p2i=p1i+?pi=(σc(i-1)+σci)/2+(σz(i-1)+p0c log1is=Σ(?s)=plogp1ipcC1c logp2i1i1iSeiHpi ipppe （二）超固結

當p2ip1i+?piσciσzipci,orpipci?ei=-Ceilog(p2iiSi

eiH

logp2i

logp1i1

1 e

e 1ee

當p2ipciorpi>pci?ei=?ei?+?ei??=-Ceilog(pci/p1i)-Ccilog(p2i

p2i

1

p

p0i ci（三）欠固結

e p1-pc e logp2i

p pp p

logiS Clogp1ii

圖4-18欠固結土的e-logp曲1

pce

圖4-20p開挖后的自重應建物載p的作σc建物載p的作σc'=σc-logp0= p2=σz+p1=p1=zσ開作圖圖4-19大面積深基坑地基土的e-logp導致的地基內新的自重應力σc?σc-σz?力σc=0）S

logσc log

(4- 1

e c 注意1計算類似于超固結土，原先的自重應力σc相當2所用eo為原來天然狀態(tài)的eo，而不是回彈后的3注意沉降量是從開始建設時的地基表面算起。計算地基變形時，地基內的應力分布，可采用各向同性均質線性變形體理論。假定地基是均質的，即側限條件下壓縮模量Es不隨深(zi(ziizi1i1nss'sssn≤0.025(siznb(2.5具有剛性下臥層：①在計算深度內存在基巖時，zn可取至其他幾種情況下地基沉降量的計算（不講具有剛性下臥層：地基土附考慮。

ns pc(zi- i-1 c

rp0rps s r

r'

pR' 0 0 csr'

R'1 0

R' R' pc c

1R'

知道粘性土地基的沉降s包括機理不同的三部分S=Sd+Sc+Sd初始沉降（瞬時沉降）：地基受載后立即發(fā)生的沉降。Sc固結沉降（主固結沉降）：由土中超靜孔隙水壓力逐Ss—次固結沉降（蠕變沉降）：土骨架（包括強結合水）的蠕變(Creep)及弱結合水的轉移引起的沉降。主要決定降基本假優(yōu) 計算用指標較易確定表4-2數(shù) 工

實測

計算

ψsS。ψs表4-3沉降計算修正系數(shù)Esp0≥fe–e–lg1前、中西方2無法確定現(xiàn)場初始壓縮曲可確定現(xiàn)場初始壓縮曲3無法區(qū)分正常固欠固、可區(qū)分正常固結、超固欠固結土，可考慮回4結果偏小結果偏大5二者與實測結果均有（四）砂層沉降量的計Es值難以在室內確

Es隨深度增一、一維滲流固結問題(TERZAGHI,qq+zt0，up0，σ?0，孔壓分布abce，沉降S0t，up0σ?，孔壓分布ade，SSt；t，u=0σ?=p0，孔壓分布ae，S=S（一）基本假（二）方程的建 在滲流場中，v，q，h，u，?均是z和t的函數(shù)， ut

k1e2u z2

=

z方程的討k(1（1）Cv

—體固結速度的快慢，也是土的一個重要性 —孔壓消散的速tz

孔壓梯度的變（2）a實際并非常數(shù)，應選用ap1-p2(但取為常數(shù)（4）k（超靜孔壓消散快，與k成正比；與a三、方程的求解（不要求掌握四、固結度即：Ut=st/s∞ σz,tuz, 1uz,

(4-z,

σz,

σz,

σz,（二）某一時刻某土層的固結度（厚UtUHt有效應力面積abcd總應力面積abceHH0σz,tdzH

z,tH0σz,01H0σz,01eσz,tHaS1abzHze dσc圖4-23（三）在矩形均布應力下的固結度的計(?=P0，不隨Z變化 =1-8exp(-π2T

(4-H,

π 固結度UHt與荷載的絕對值無關(但與應力沿z的分布有UH,t只與時間因數(shù)Tv有單值函數(shù)關系，

T

H2 TCk(1

w w

五、固結系數(shù)CV的確 88解：tTvCvtH2Ut=1-πSt=Ut（二）求達到某沉降量St已知

πTv)解：St/S∞= t=TvH2/ 已知：t1，t2，t3求：t~St關系及雙對數(shù)§4-1土的應力—應定義曲線特點關系備注壓縮系a-非線非常dvv(z)-非常mVa/e/v(z)-非常Es==變形模Edz/z-非線E=Es=22/(1-單壓壓縮指再壓指二、e-lgp曲先期固結壓力pc：土樣在歷史上受到的最大pc=pc>p0pc<

原位壓縮(再壓縮)曲線確定（超）：(e0，p0)為點，Ce+pc定b2點，0.42e0定c一、基本假e1e2i11aS1Hii1His=sCc(Ce)Hlgp/1i21p,p1c2cz0二、計算方（1）（5（5）求（6）s=Si1Si1Cczc0cSSi1e0Cpe ccCcpzccSiSi1Clgczcp