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1、1,第五章 地基最终沉降量的计算,5.1 分层总和法计算地基沉降量,5.2 地基最终沉降量的组成,2,5-1 分层总和法计算地基沉降量,地基沉降量是指地基土压缩变形达固结稳定的最大沉降量。,地基沉降有两方面的原因： 一、是建筑物荷载在土中产生附加应力; 二、是土具有压缩性。,地基沉降计算方法有:分层总和法、弹性理论法、应力历史法、应力路径法等等。,分层总和法是目前被广泛采用的沉降计算方法。,3,分层总和法是以无侧向变形条件下的压缩量公式为基础。,一、分层总和法,无侧向变形条件下单向压缩量计算假设： （1）土的压缩完全是由于孔隙体积减小导致骨架变形的结 果，土粒本身的压缩可忽略不计； （2）土体
2、仅产生竖向压缩，而无侧向变形； （3）土层均质且在土层厚度范围内，压力是均匀分布的。,5-1 分层总和法计算地基沉降量,4,无侧向变形条件下单向压缩量公式,5-1 分层总和法计算地基沉降量,5,根据av，mv和Es的定义,上式又可表示为：,5-1 分层总和法计算地基沉降量,6,分层总和法在沉降计算深度范围内划分若干土层，计算各层的压缩量（ Si），然后求其总和，即得地基表面的最终沉降量S，这种方法称为分层总和法。 沉降计算深度zn是指自基础底面向下需要计算压缩变形所达到的深度。,分层总和法,5-1 分层总和法计算地基沉降量,7,沉降计算深度zn的确定：,z-地基某深度的附加应力; cz-自重应
3、力。, 一般土层：z=0.2 cz； 软粘土层：z=0.1 cz； 至基岩或不可压缩土层。,分层总和法,5-1 分层总和法计算地基沉降量,8,分层总和法的基本思路是：将压缩层范围内地基分层，计算每一分层的压缩量，然后累加得总沉降量。 分层总和法有两种基本方法：ep曲线法和elgp曲线法。,5-1 分层总和法计算地基沉降量,9,用ep曲线法计算地基的沉降量计算步骤 （1）按比例绘制柱基础及地基土的剖面图,（2）按式 计算地基土的自重应力（提示：自土面开始，地下水位以下用浮重度计算）。 （3）计算基底压力 。 （4）计算地基中竖向附加应力分布; （5）确定压缩层厚度；,5-1 分层总和法计算地基沉
4、降量, 一般土层：z=0.2cz ； 软粘土层：z=0.1cz；,（6）地基沉降计算分层,24m, 0.4b。,10,（7）求出第i分层的压缩量。pe（注意：不同土层要用不同曲线），代入公式： （8）最后将每一分层的压缩量累加，即得地基的总沉降量为：,5-1 分层总和法计算地基沉降量,11,【例题41】某柱下独立基础为正方形，边长l=b=4m，基础埋深d=1m，作用在基础顶面的轴心荷载F=1500kPa。地基为粉质黏土，土的天然重度=16.5kN/m3，地下水位深度3.5m，水下土的饱和重度sat=18.5kN/m3，如图所示。地基土的天然孔隙比e1=0.95，地下水位以上土的压缩系数为a1=
5、0.30MPa-1，地下水位以下土的压缩系数为a2=0.25MPa-1，地基土承载力特征值fak=94kPa。试采用传统单向压缩分层总和法计算该基础沉降量 。,5-1 分层总和法计算地基沉降量,12,【解】按分层总和法计算 按比例绘制柱基础及地基土的剖面图，如图所示。 按式 计算地基土的自重应力（提示：自土面开始，地下水位以下用浮重度计算），结果如表。应力图如图。 计算基底应力 计算基底处附加应力,5-1 分层总和法计算地基沉降量,计算地基中的附加应力 地基受压层厚度zn 确定 地基沉降计算分层 计算各层土的压缩量,13,柱基础中点最终沉降量,分层总和法计算地基沉降量,5-1 分层总和法计算地基沉降量,14,初始沉降（SD）：是指当荷载施加较快，土体允许有侧向变形 时，加荷瞬时土体的竖向变形量,固结沉降（SC）：也称主固结沉降，是土体在附加压力作用下， 由于土中孔隙水和孔隙气体的排出而引起的 土体体积的减小,次固结沉降（SS）：是指含水量较高的软粘土在固结沉降完成后 期，较厚的吸着水层因土体受挤压使得其中的 一部分吸着水逐渐转变为自由水，土体体积减 小所出现的压缩量。,5-2 地基最终沉降量的组成,15,t,S,Si ：初始瞬时沉降,Ss: 次固结沉降,Sc：主固结沉降,