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1、土力学4.土的压缩性和地基沉降计算新方案 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望土的压缩性土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性是指土在压力作用下体积缩小的特性压缩量的组成压缩量的组成n固体颗粒的压缩固体颗粒的压缩n土中水的压缩土中水的压缩n空气的排出空气的排出n水的排出水的排出占总压缩量的占总压缩量的1/400不到，不到，忽略不计忽略不计压缩量主要组成部分压缩量主要组成部分说明：说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果土的压缩被认为只是由于孔隙
2、体积减小的结果无粘性土无粘性土粘性土粘性土透水性好，水易于排出透水性好，水易于排出压缩稳定很快完成压缩稳定很快完成透水性差，水不易排出透水性差，水不易排出压缩稳定需要很长一段时间压缩稳定需要很长一段时间4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（1/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.固结：固结：土体在压力作用下，土体在压力作用下，压缩量随时间增长压缩量随时间增长的过程。的过程。在荷载作用下，饱和土体中产生
3、在荷载作用下，饱和土体中产生超静孔隙水压力超静孔隙水压力，在排水，在排水条件下，随着时间发展，土体中水被排出，超静孔隙水压力逐条件下，随着时间发展，土体中水被排出，超静孔隙水压力逐步消散，土体中有效应力逐步增大，直至超静孔隙水压力完全步消散，土体中有效应力逐步增大，直至超静孔隙水压力完全消散，这一过程称为消散，这一过程称为固结固结。无粘性土无粘性土:其压缩过程在很短时间内就可以完成其压缩过程在很短时间内就可以完成;粘性土粘性土:透水性小，其压缩稳定所需的时间要比砂土长得多。透水性小，其压缩稳定所需的时间要比砂土长得多。4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（2/26）Evaluation onl
4、y.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.墨西哥某宫殿墨西哥某宫殿左部：左部：17091709年年右部：右部：16221622年年地基：地基：2020多米厚粘土多米厚粘土工工 程程 实实 例例问题：问题：沉降沉降2.22.2米，且左米，且左右两部分存在明显右两部分存在明显的沉降差。左侧建的沉降差。左侧建筑物于筑物于19691969年加固年加固4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（3/26）Evaluation only.Created wi
5、th Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.工工 程程 实实 例例由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触Kiss4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（4/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.工工 程程 实实 例例基坑开挖，引起阳
6、台裂缝基坑开挖，引起阳台裂缝4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（5/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.新新建建筑筑引引起起原原有有建建筑筑物物开开裂裂4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（6/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Asp
7、ose Pty Ltd.47m3915019419917587沉降曲线沉降曲线(mm)工工 程程 实实 例例建筑物过长：长高比建筑物过长：长高比7.6:17.6:14.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（7/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.目前：塔向南倾斜，目前：塔向南倾斜，南北两端沉南北两端沉降差降差1.80m1.80m，塔顶离中心线已达，塔顶离中心线已达5.27m5.27m，倾斜，倾斜5.55.
8、5比比 萨萨 斜斜 塔塔15901590年年:伽利略在此塔做伽利略在此塔做 自由落体实验自由落体实验4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（8/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.苏州虎丘塔苏州虎丘塔F概况：位于虎丘公园山顶，建于概况：位于虎丘公园山顶，建于宋太祖建隆二年宋太祖建隆二年(公元公元961961年年)。塔。塔高高47.5m47.5m，平面呈八角形。，平面呈八角形。F问题：问题：塔身向东北方向
9、严重倾斜，塔身向东北方向严重倾斜，塔顶离中心线达塔顶离中心线达2.31m2.31m，底层塔身，底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑物。发生不少裂缝，成为危险建筑物。F原因：原因：坐落于不均匀粉质粘土层，坐落于不均匀粉质粘土层，产生不均匀沉降。产生不均匀沉降。F处理：在四周建造圈桩排式地下处理：在四周建造圈桩排式地下连续墙并对塔周围与塔基进行钻连续墙并对塔周围与塔基进行钻孔注浆和打设树根桩加固塔身。孔注浆和打设树根桩加固塔身。4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（9/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client P
10、rofile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.日本关西机场日本关西机场问题：沉降大且不均匀问题：沉降大且不均匀设计沉降：设计沉降：5.7-7.5 m5.7-7.5 m完成时完成时(1990(1990年年)实际沉实际沉降：降：8.1 m8.1 m，5cm/5cm/月月预测主固结需：预测主固结需：2020年年比设计多超填：比设计多超填：3m3m4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（10/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0
11、.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.侧限压缩试验侧限压缩试验研究土的压缩性大小及其特征的室内试验研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称方法，亦称固结试验固结试验1.1.压缩仪示意图压缩仪示意图 注意：注意：土样在竖直压力作用下，由于土样在竖直压力作用下，由于环刀和刚性护环的限制，只产生竖向压缩，环刀和刚性护环的限制，只产生竖向压缩，不产生侧向变形不产生侧向变形4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（11/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.
12、2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.三联固结仪三联固结仪4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（12/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Vve0Vs1H0/(1+e0)H0VveVs1H1/(1+e)pH1s土样在压缩前后土样在压缩前后变形量为变形量为s，整个，整个过程中土粒体积过程中土粒体积和底面积不变和底面积不变土粒高度在受土粒高度在受压前后不变压前后
13、不变整理整理其中其中根据不同压力根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制，绘制e-p曲线，曲线，为为压缩曲线压缩曲线4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（13/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.压缩曲线（压缩曲线（e-pe-p曲线）曲线）压缩曲线（压缩曲线（e-lgpe-lgp曲线）曲线）4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（14/26）Evaluation only.
14、Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.e0eppee-p曲线曲线压缩性指标压缩性指标压缩性不同的土，曲线形状不同，曲线愈陡，说明在相同压力压缩性不同的土，曲线形状不同，曲线愈陡，说明在相同压力增量作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土的压缩性愈高增量作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土的压缩性愈高根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标n1.1.压缩系数压缩系数an2.2.压缩指数压缩指数Ccn3.3.压缩模量压缩模量
15、Es 曲线曲线A曲线曲线B曲线曲线A压缩性压缩性曲线曲线B压缩性压缩性4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（15/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.压缩系数压缩系数a a土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应应力增量的比值力增量的比值p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲线曲线pe利用单位压力增量所引起利用单位压力增量所引起得孔隙比改变表征土的压得孔隙比改变表征
16、土的压缩性高低缩性高低在压缩曲线中，实际采在压缩曲线中，实际采用割线斜率表示土的压用割线斜率表示土的压缩性缩性规范规范用用p1100kPa、p2200kPa对应的压缩系数对应的压缩系数a1-2评价评价土的压缩性土的压缩性n a1-20.1MPa-1低低压缩性土压缩性土n0.1MPa-1a1-20.5MPa-1中中压缩性土压缩性土n a1-20.5MPa-1高高压缩性土压缩性土4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（16/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyrigh
17、t 2004-2011 Aspose Pty Ltd.土的压缩指数土的压缩指数Cc 由由e e-lg-lgp p曲线得到。土的曲线得到。土的e e-lg-lgp p曲线的后段接近直线，直线曲线的后段接近直线，直线的斜率的的斜率的绝对值绝对值。压缩指数越大，反映土的压缩性压缩指数越大，反映土的压缩性越高。越高。低压缩性土；低压缩性土；中压缩性土中压缩性土高压缩性土。高压缩性土。与压缩系与压缩系数的区别数的区别?4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（17/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile
18、 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.压缩指数与压缩系数的区别压缩指数与压缩系数的区别 压缩系数随着起始压力和压力增量的不同而不同压缩系数随着起始压力和压力增量的不同而不同,因此必因此必须规定须规定起始压力和同一压力变化范围起始压力和同一压力变化范围,常用常用 作为判断土压作为判断土压缩性的标准缩性的标准;压缩指数由于选用的坐标不同压缩指数由于选用的坐标不同,它是它是e-lgpe-lgp曲线后段曲线后段(压力较压力较大大)部分的直线斜率部分的直线斜率,在很大范围内是常数在很大范围内是常数,所以所以CcCc并不随压力变并不随压力变化范围而异化范围
19、而异.4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（18/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.压缩模量压缩模量Es土在土在侧限侧限条件下竖向附加压应力与相条件下竖向附加压应力与相应的应的应变增量应变增量之比之比，或称为，或称为侧限模量侧限模量说明：说明：土的压缩模量土的压缩模量EsEs与土的的压缩与土的的压缩系数系数a a成反比，成反比，Es Es愈大，愈大，a a愈小，土愈小，土的压缩性愈低的压缩性愈低Es
20、4MPa Es15MPa Es15MPa 低低压缩性土压缩性土4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（19/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.回弹曲线和再压缩曲线回弹曲线和再压缩曲线 在室内压缩试验过程中，如在室内压缩试验过程中，如加压到某一值加压到某一值p pi i后，逐级进行卸压后，逐级进行卸压 ，则可观察到土样的回弹。若测得，则可观察到土样的回弹。若测得其回弹稳定后的孔隙比，则可绘制其回弹稳定后
21、的孔隙比，则可绘制相应的孔隙比与压力的关系曲线，相应的孔隙比与压力的关系曲线，即即回弹曲线回弹曲线。由于回弹曲线与原来。由于回弹曲线与原来的压缩曲线并不重合，说明土的压的压缩曲线并不重合，说明土的压缩变形是由可以恢复的弹性变形和缩变形是由可以恢复的弹性变形和不可恢复的残余变形两部分组成的，不可恢复的残余变形两部分组成的，并以残余变形为主。并以残余变形为主。如重新逐级加压，则可测得土样在如重新逐级加压，则可测得土样在各级荷载下再压缩稳定后的孔隙比，各级荷载下再压缩稳定后的孔隙比，从而绘制从而绘制再压缩曲线。再压缩曲线。4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（20/26）Evaluation onl
22、y.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.土的变形模量土的变形模量 变形模量变形模量E0 指土体在指土体在无侧限条件无侧限条件下的应力与应变的比值下的应力与应变的比值.（1）.以载荷试验测定变形模量以载荷试验测定变形模量 与压缩模量的主与压缩模量的主要区别要区别?4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（21/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro
23、file 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.沉降影响系数沉降影响系数 地基土的泊松比地基土的泊松比b b承压板的边长或直径承压板的边长或直径s s与所取定的比例界限与所取定的比例界限P P相对应的沉降相对应的沉降用载荷试验来测定土的变形模量，费时、费力，且费用较用载荷试验来测定土的变形模量，费时、费力，且费用较高，对于深层土的试验结果可靠性较差。现应着重发展高，对于深层土的试验结果可靠性较差。现应着重发展现现场快速测定变形模量的方法场快速测定变形模量的方法（旁压试验、触探试验等）。（旁压试验、触探试验等）。土的变形模量土的变形模量4.1 4.
24、1 土的压缩性土的压缩性（22/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.变形模量与压缩模量变形模量与压缩模量 土土的的变变形形模模量量E E0 0是是土土体体在在无无侧侧限限条条件件下下的的应应力力与与相相应应的的应变的比值。应变的比值。土土的的压压缩缩模模量量E Es s是是土土体体在在完完全全侧侧限限条条件件下下的的有有效效应应力力与与相应的应变的比值。相应的应变的比值。由侧向不允许膨胀的条件，可以得
25、到土的静止侧压力由侧向不允许膨胀的条件，可以得到土的静止侧压力系数系数K K0 0与泊松比与泊松比 的关系的关系 由由竖竖向向的的应应力力、应应变变关关系系以以及及压压缩缩模模量量的的定定义义可可得得到到土土的变形模量与压缩模量换算的理论关系公式的变形模量与压缩模量换算的理论关系公式式中式中:为为 的常数的常数,可查表得可查表得.4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（23/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty
26、Ltd.模量的选用模量的选用 地基土的压缩性地基土的压缩性压缩模量压缩模量Es Es 分层总和法或规范推荐公式计算分层总和法或规范推荐公式计算地基最终沉降量地基最终沉降量变形模量变形模量EoEo 弹性理论方法计算地基沉降量弹性理论方法计算地基沉降量 考虑不同变形阶段的瞬时沉降计算考虑不同变形阶段的瞬时沉降计算弹性模量弹性模量E E 计算高耸结构物风荷载作用下的倾斜计算高耸结构物风荷载作用下的倾斜 地震反应分析计算或路面设计地震反应分析计算或路面设计4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（24/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NE
27、T 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.旁压试验及旁压模量旁压试验及旁压模量 旁压试验旁压试验又称又称横压试验横压试验.也也是一种原位测试的方法。是一种原位测试的方法。试验在钻孔内进行（有试验在钻孔内进行（有的是预先钻孔，有的是自的是预先钻孔，有的是自行钻孔行钻孔)，将旁压器置于孔，将旁压器置于孔内后，用液压迫使旁压器内后，用液压迫使旁压器的工作腔不断扩大，对孔的工作腔不断扩大，对孔壁土体施加压力壁土体施加压力(横压横压)，迫使孔周围的土变形外挤，迫使孔周围的土变形外挤，直至破坏直至破坏.量测所加的压力量测
28、所加的压力p p的大小以及旁压器测量腔的大小以及旁压器测量腔的体积的体积V V的变化的变化(见图见图4.4.13)13)。再换算为土的应力应。再换算为土的应力应变关系，从而获得地基土变关系，从而获得地基土强度和变形模量等参数。强度和变形模量等参数。4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（25/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v旁压试验的成果旁压试验的成果为为p-Vp-V曲线曲线可划分为三个阶段：可划
29、分为三个阶段：vI I阶段阶段为初步阶段，为橡皮膜膨胀与为初步阶段，为橡皮膜膨胀与孔壁初步接触阶段。若完全紧贴时孔壁初步接触阶段。若完全紧贴时的压力用的压力用 表示，则表示，则 相当于原位相当于原位总的水平应力总的水平应力;v阶段阶段称为似弹性阶段，这时压力称为似弹性阶段，这时压力与体积变化量大致成直线关系，表与体积变化量大致成直线关系，表示土尚处于弹性状态，压力示土尚处于弹性状态，压力 为开为开始屈服的压力，称为始屈服的压力，称为临塑压力临塑压力;v阶段阶段为塑性阶段，随着压力增大，为塑性阶段，随着压力增大，土内局部环状区域产生塑性变形。土内局部环状区域产生塑性变形。表现为体积变化量表现为体
30、积变化量v v迅速增加，最后迅速增加，最后达到达到极限压力极限压力 .v 根据曲线第根据曲线第阶段的阶段的坡度坡度()()，可得到土的可得到土的旁压模量旁压模量 ，其值与，其值与土的变形模量土的变形模量 相近。相近。图图4.134.13旁压试验旁压试验p-Vp-V曲线曲线4.1 4.1 土的压缩性土的压缩性（26/26）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.有关概念有关概念有关概念有关概念1 1 1 1、地基
31、最终沉降量：地基最终沉降量：地基最终沉降量：地基最终沉降量：地基在建筑物荷载作用下，最后的稳定沉地基在建筑物荷载作用下，最后的稳定沉降量。降量。2 2 2 2、计算的目的：计算的目的：计算的目的：计算的目的：在于确定建筑物的最大沉降量、沉降差和倾斜，在于确定建筑物的最大沉降量、沉降差和倾斜，并控制在容许范围之内，以保证建筑物的安全和正常使用。并控制在容许范围之内，以保证建筑物的安全和正常使用。3 3 3 3、分层总和法和规范推荐法概述：分层总和法和规范推荐法概述：分层总和法和规范推荐法概述：分层总和法和规范推荐法概述：分层总和法假设土层只有垂直单向压缩，侧向不能膨胀。分层总和法假设土层只有垂直
32、单向压缩，侧向不能膨胀。而规范推荐法根据建国以来二十多年实践经验，对分层总而规范推荐法根据建国以来二十多年实践经验，对分层总和法进行了修正。和法进行了修正。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(1/23)(1/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.分层总和法分层总和法1.1.基本假设基本假设v地基是均质、各向同性的半无限线性变形体，可按弹性理论计地基是均质、各向同性的半无限线性变形体，可
33、按弹性理论计算土中应力算土中应力v在压力作用下，地基土不产生侧向变形，可采用侧限条件下的在压力作用下，地基土不产生侧向变形，可采用侧限条件下的压缩性指标压缩性指标v为了弥补假定所引起误差，取基底中心点下的附加应力进行计为了弥补假定所引起误差，取基底中心点下的附加应力进行计算，以基底中点的沉降代表基础的平均沉降算，以基底中点的沉降代表基础的平均沉降v基础最终沉降量等于基础底面下某一深度范围内各土层压缩量基础最终沉降量等于基础底面下某一深度范围内各土层压缩量的总和。的总和。v 该深度以下土层的压缩变形值小到可以忽略不计。该深度以下土层的压缩变形值小到可以忽略不计。4.2 4.2 地基最终沉降量计算
34、地基最终沉降量计算(2/23)(2/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.计算原理计算原理取土中基底中心下截面面积为取土中基底中心下截面面积为 、高度为、高度为 的第的第 层小土柱为研究对象，设：层小土柱为研究对象，设：-为平均自重应力；为平均自重应力；-为平均自重应力作用下的孔隙比；为平均自重应力作用下的孔隙比；-为平均附加应力；为平均附加应力；-为为 作用下的孔隙比。作用下的孔隙比。4.2 4.2
35、地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(3/23)(3/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(4/23)(4/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.计算方法及步
36、骤计算方法及步骤计算方法及步骤计算方法及步骤 1)1)按比例尺绘出按比例尺绘出地基剖面图地基剖面图和和基础剖面图基础剖面图。2)2)分层分层 一般一般h hi i0.4b(b0.4b(b为基础宽度为基础宽度)。还需考虑下述条件：。还需考虑下述条件：A A、地质剖面图中的不同土层，应为分层面。、地质剖面图中的不同土层，应为分层面。B B、地下水位，应为分层面。、地下水位，应为分层面。C C、基底附近附加应力变化大，分层厚度应小些、基底附近附加应力变化大，分层厚度应小些,使使各计算分层的各计算分层的附加应力分布可视为直线附加应力分布可视为直线。3)3)计算基底中心点下各分层面上土的计算基底中心点下
37、各分层面上土的附加应力和自重应力附加应力和自重应力,并绘制并绘制自重自重应力和附加应力分布曲线应力和附加应力分布曲线。4)4)确定地基沉降计算深度确定地基沉降计算深度ZnZn(地基压缩层厚度地基压缩层厚度)5)5)计算各分层土的计算各分层土的平均自重应力和平均附加应力平均自重应力和平均附加应力。6)6)计算计算各层压缩量各层压缩量。7)7)计算地基的计算地基的最终沉降量最终沉降量。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(5/23)(5/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile
38、5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.地基沉降计算深度的下限地基沉降计算深度的下限：地基土的压缩性随着深度的增大而降低，局部荷载引起的附加应力又随地基土的压缩性随着深度的增大而降低，局部荷载引起的附加应力又随深度的增大而减少，所以超过一定深度的土，其变形对沉降量的贡献小深度的增大而减少，所以超过一定深度的土，其变形对沉降量的贡献小到可忽略不计。沉降时应考虑其土体变形的深度范围内的土层称为地基到可忽略不计。沉降时应考虑其土体变形的深度范围内的土层称为地基压缩层，该深度称为压缩层，该深度称为地基沉降计算深度（地基压缩层厚度）地基沉降计算深度（地基压缩
39、层厚度）。一般情况：一般情况：取地基附加应力等于自重应力的取地基附加应力等于自重应力的20%20%处，即处，即z z=20%=20%c c ；特殊情况：特殊情况：如在该深度以下如如在该深度以下如有高压缩性土有高压缩性土，则应继续向下计算至，则应继续向下计算至z z=10%=10%c c 处；在沉降计算深度范围内处；在沉降计算深度范围内存在基岩存在基岩时，时，ZnZn可取至基岩表面可取至基岩表面为止。为止。这种确定沉降计算深度的传统方法称为这种确定沉降计算深度的传统方法称为应力比法应力比法。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(6/23)(6/23)Evaluation only
40、.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.孔隙比孔隙比e e的确定的确定 4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(7/23)(7/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.例例4.14.1柱荷载柱荷载F=851.2kN,F=851.2kN,基
41、础埋深基础埋深d=0.8md=0.8m，基础底面尺寸子，基础底面尺寸子 ;地基土层如图地基土层如图4.154.15及表及表4.24.2所示，试用分层总和法计算基础沉所示，试用分层总和法计算基础沉降量。降量。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(8/23)(8/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.求解思路：求解思路：1)1)地基分层地基分层:每层厚度按每层厚度按h0.4b=0.8mh0.
42、4b=0.8m，但地下水位处、土层分界面处单独划分，但地下水位处、土层分界面处单独划分2)2)计算地基竖向自重应力，绘制自重应力沿深度的分布曲线计算地基竖向自重应力，绘制自重应力沿深度的分布曲线3)3)计算地基竖向附加应力，绘制附加应力沿深度的分布曲线计算地基竖向附加应力，绘制附加应力沿深度的分布曲线4)4)确定地基计算深度确定地基计算深度 5)5)计算地基分层自重应力平均值计算地基分层自重应力平均值 和附加应力平均值和附加应力平均值 ，由，由 查表（或曲线图）查表（或曲线图）分别确定分别确定 6)6)计算地基各分层沉降量并汇总求得基础中点总沉降量计算地基各分层沉降量并汇总求得基础中点总沉降量
43、。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2
44、.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.v提示提示:(1)(1)分层分层:每层厚度按每层厚度按 ，但地下水位处、土层分界面，但地下水位处、土层分界面处单独划分；处单独划分；(2)(2)计算地基竖向自重应力计算地基竖向自重应力 及地基竖向附加应力及地基竖向附加应力 ；注意：注意：查附加应力系数查附加应力系数 时注意时注意 的取值。的取值。(3)(3)计算各地基分层自重应力平均值和附加应力平均值；计算各地基分层自重应力平均值和附加应力平均值；(4)(4)确定地基沉降计算深度式确定地基沉降计算深度式 ；按；按(5)(5)计算地基各分层沉降量并汇总。计算地基各分
45、层沉降量并汇总。注：注：式中：式中：由由 曲线据曲线据 查出。查出。具体过程请同学们自已课后对照教材认真消化。具体过程请同学们自已课后对照教材认真消化。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(9/23)(9/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.讨论讨论:（1 1）压缩性指标由侧限压缩试验得到）压缩性指标由侧限压缩试验得到,试样只发生竖向变形试样只发生竖向变形,而实际土体无侧向约束或认为比
46、试验侧向约束小得多而实际土体无侧向约束或认为比试验侧向约束小得多,故计算故计算结果比实际要结果比实际要偏小偏小.（2 2）由于同一深度处）由于同一深度处,基础中心点下的附加应力最大基础中心点下的附加应力最大,向两边向两边逐渐减小逐渐减小,故采用中心点计算沉降量比实际要故采用中心点计算沉降量比实际要偏大偏大.（3 3）引入基底附加压力来计算附加应力）引入基底附加压力来计算附加应力 ,而而即认为净增的基底压力是引起地基土变形的原因即认为净增的基底压力是引起地基土变形的原因,而地基土在而地基土在开挖基坑后没有回弹开挖基坑后没有回弹,实际上这是一种极端的情况实际上这是一种极端的情况.故计算结果故计算结
47、果比实际比实际偏大偏大.4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(10/23)(10/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.规范法规范法（建筑地基基础设计规范（建筑地基基础设计规范（GB50007-2002GB50007-2002）简化并经修正的分层总和法简化并经修正的分层总和法 与传统的分层总和法不同之处：与传统的分层总和法不同之处：1.不按不按0.4b分层分层,基本上每天然土层就当作一层
48、来计算基本上每天然土层就当作一层来计算,省去了分省去了分层总和法中土层细分的麻烦层总和法中土层细分的麻烦.2.采用采用平均附加应力系数平均附加应力系数,使烦琐的计算表格化使烦琐的计算表格化,简单化简单化.3.规定了规定了地基沉降计算深度地基沉降计算深度的标准，考虑了基础大小这一因素，的标准，考虑了基础大小这一因素，比应力比法更为合理；比应力比法更为合理；4.提出了地基的提出了地基的沉降计算经验系数沉降计算经验系数，使得计算结果接近于实测值。，使得计算结果接近于实测值。4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(11/23)(11/23)Evaluation only.Created
49、with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.规范法推导规范法推导(应力面积法应力面积法):):计计算算原原理理而应力面积而应力面积4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(12/23)(12/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.为便于计算，引入平均附加应力系
50、数为便于计算，引入平均附加应力系数 平均平均附加应力系数，按附加应力系数，按l/bl/b、z/bz/b查表。计算点不在角点查表。计算点不在角点时需采用角点法计算时需采用角点法计算.4.2 4.2 地基最终沉降量计算地基最终沉降量计算(13/23)(13/23)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.为了提高计算准确度，规范规定需将计算沉降量乘以为了提高计算准确度，规范规定需将计算沉降量乘以经验系数经验系数,则：