《土质土力学05土的压缩性与地基土的沉降计算.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土质土力学05土的压缩性与地基土的沉降计算.ppt（61页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、力学性质：是土在外力作用下所表现出来的性质。力学性质：是土在外力作用下所表现出来的性质。土的力学性质包括压缩性、抗剪性以及动力特性。土的力学性质包括压缩性、抗剪性以及动力特性。前两者又称为土的变形和强度特性，是静力作用前两者又称为土的变形和强度特性，是静力作用下的力学性质。土的力学性质是土的工程性质的下的力学性质。土的力学性质是土的工程性质的重要组成部分，与建筑物的稳定和正常使用关系重要组成部分，与建筑物的稳定和正常使用关系极为密切，其指标可被工程设计直接采用。极为密切，其指标可被工程设计直接采用。土的压缩性和抗剪性是在不同应力状态下表现出土的压缩性和抗剪性是在不同应力状态下表现出来的。在压应
2、力作用下，土体产生压缩变形，表来的。在压应力作用下，土体产生压缩变形，表现出可压缩性；在剪应力作用下，土体产生剪切现出可压缩性；在剪应力作用下，土体产生剪切变形，表现出土的抗剪性或强度特征。土的力学变形，表现出土的抗剪性或强度特征。土的力学性质主要取决于土的物质组成、结构特征；同时，性质主要取决于土的物质组成、结构特征；同时，与受力条件关系密切。与受力条件关系密切。5 5 土的压缩性与地基土的沉降计算土的压缩性与地基土的沉降计算土在受到外力作用时，在不同的压力水平下，土体变形性质土在受到外力作用时，在不同的压力水平下，土体变形性质是不同的。是不同的。当压力较小时，随着压力的增长，土体逐渐压缩，
3、压缩量与当压力较小时，随着压力的增长，土体逐渐压缩，压缩量与压力之间基本成直线关系，称为压密阶段；当压力增长到一压力之间基本成直线关系，称为压密阶段；当压力增长到一定程度后，随着压力的增长，压缩量与压力之间不再是直线定程度后，随着压力的增长，压缩量与压力之间不再是直线关系，而是随着压力的增长，压缩量增长的速度加快，两者关系，而是随着压力的增长，压缩量增长的速度加快，两者之间呈曲线关系，称为剪切变形阶段；当压力增长到相当高之间呈曲线关系，称为剪切变形阶段；当压力增长到相当高的水平时，土体内形成贯通的破裂面，土体沿破裂面产生破的水平时，土体内形成贯通的破裂面，土体沿破裂面产生破坏，压缩量在压力变化
4、很小的情况下急剧增大而不能稳定，坏，压缩量在压力变化很小的情况下急剧增大而不能稳定，称为破坏阶段。称为破坏阶段。土的压缩性主要是指压密阶段的变形。研究压缩变形的主要土的压缩性主要是指压密阶段的变形。研究压缩变形的主要目的是进行地基沉降计算。目的是进行地基沉降计算。土的抗剪性及抗剪强度研究在地基承载力和稳定、土坡稳定土的抗剪性及抗剪强度研究在地基承载力和稳定、土坡稳定性以及挡土墙和地下结构上的土压力等研究领域和工程领域性以及挡土墙和地下结构上的土压力等研究领域和工程领域具有广泛的用途。具有广泛的用途。5.1 5.1 土的压缩性土的压缩性5.2 5.2 地基最终沉降量地基最终沉降量 5.3 5.3
5、 地基沉降与时间的关系地基沉降与时间的关系 5 5 土的压缩性与地基土的沉降计算土的压缩性与地基土的沉降计算定义：土在受到外力定义：土在受到外力(主要是压力主要是压力)作用下发作用下发生变形，体积缩小的性质称为生变形，体积缩小的性质称为土的压缩性土的压缩性。1 1、土体在外力作用下的压缩过程、土体在外力作用下的压缩过程对于饱和土体，土是由固体颗粒和水组成的。土对于饱和土体，土是由固体颗粒和水组成的。土受到外力作用时，首先是由孔隙水承担这种压力，受到外力作用时，首先是由孔隙水承担这种压力，在受作用范围内的孔隙水压力升高，与外围孔隙在受作用范围内的孔隙水压力升高，与外围孔隙水形成水头压力差，于是在
6、水头差的作用下，水水形成水头压力差，于是在水头差的作用下，水从孔隙中流出，孔隙水压力减小，外力转移到土从孔隙中流出，孔隙水压力减小，外力转移到土粒上，粒间压力逐渐增大，颗粒向孔隙内移动，粒上，粒间压力逐渐增大，颗粒向孔隙内移动，土体发生压缩变形。土体发生压缩变形。非饱和土的压缩过程较饱和土要复杂一些。受压非饱和土的压缩过程较饱和土要复杂一些。受压初期，压力作用在土粒上，土体积压缩，随着土初期，压力作用在土粒上，土体积压缩，随着土中孔隙体积的减少，土体逐渐达到饱和状态，成中孔隙体积的减少，土体逐渐达到饱和状态，成为饱和土，以后的压缩过程与饱和土相同。为饱和土，以后的压缩过程与饱和土相同。2 2、
7、土压缩的特点、土压缩的特点（1 1）土的压缩主要是由于孔隙体积减小而引）土的压缩主要是由于孔隙体积减小而引起的，而在工程上一般的压力起的，而在工程上一般的压力(100600kpa)(100600kpa)作用下，固体颗粒和水本身的体积压缩量非作用下，固体颗粒和水本身的体积压缩量非常微小，可以忽略。常微小，可以忽略。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（2 2）压缩往往需要一定的时间。）压缩往往需要一定的时间。土体在压
8、力土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程称为土的作用下，压缩量随时间增长的过程称为土的固固结结。固结时间的长短与土的透水性有关。砂土固结时间的长短与土的透水性有关。砂土等粗颗粒的土，由于渗透性好，孔隙水容易排等粗颗粒的土，由于渗透性好，孔隙水容易排出，因此，固结时间短；粘性土的透水性差，出，因此，固结时间短；粘性土的透水性差，土中水沿孔隙排出速度很慢，固结往往需要很土中水沿孔隙排出速度很慢，固结往往需要很长的时间。长的时间。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透水性差，水不易排出水不易排出压缩稳定需要很长一段时间压缩稳定
9、需要很长一段时间3 3、侧限条件下的压缩性、侧限条件下的压缩性土的压缩性主要通过压缩试验以及试验指土的压缩性主要通过压缩试验以及试验指标进行研究。压缩试验一般采用侧限压缩标进行研究。压缩试验一般采用侧限压缩试验。试验。侧限侧限(侧向限制的简称侧向限制的简称)条件条件：天然结构的土：天然结构的土只发生竖向单向压缩，侧向不发生变形的只发生竖向单向压缩，侧向不发生变形的条件。又称为条件。又称为无侧胀无侧胀(侧向膨胀侧向膨胀)条件条件。实际土体侧向分布广泛，其上作用有限面实际土体侧向分布广泛，其上作用有限面积荷载的情况，可以看作侧限条件。此时，积荷载的情况，可以看作侧限条件。此时，可以使用侧限条件下的
10、压缩性指标。可以使用侧限条件下的压缩性指标。1)1)压缩试验压缩试验又称固结试验又称固结试验水槽水槽内环内环环刀环刀透水石透水石试样试样传压板传压板百分表百分表施加荷载，静置至变形稳定施加荷载，静置至变形稳定逐级加大荷载逐级加大荷载测定：测定：轴向应力轴向应力轴向变形轴向变形试验结果：试验结果：p32 2）压缩曲线与压缩系数压缩曲线与压缩系数通过压缩试验获得压缩与时间的关系曲线通过压缩试验获得压缩与时间的关系曲线(et(et曲线或曲线或 h/hth/ht曲线曲线)，确定各级荷载，确定各级荷载p p作用下稳定作用下稳定e e，绘制出压缩试验曲线，绘制出压缩试验曲线(ep(ep曲曲线线)。压缩过程
11、中，压缩过程中，某压力和不同时间下某压力和不同时间下 e e与与e e的的求取求取：土在未受压时，土样的高度为土在未受压时，土样的高度为h h0 0，底面面积为，底面面积为F F，原始孔隙比为，原始孔隙比为e e0 0，则土粒的体积为，则土粒的体积为FhFh0 0/(1+e/(1+e0 0)。土受到压力土受到压力p p1 1作用压缩达到稳定后，孔隙比变作用压缩达到稳定后，孔隙比变化为化为e e1 1，高度变化为，高度变化为h h1 1=(h=(h0 0-h h1 1)，土粒的体积，土粒的体积为为F(hF(h0 0-h h1 1)/(1+e)/(1+e1 1)。受压前后，土粒体积保持不变，即受压
12、前后，土粒体积保持不变，即Vve0Vs1h0/(1+e0 0)h0VveVs1h1/(1+e)ph1 h1p受压前后，土粒受压前后，土粒体积保持不变体积保持不变不同压力不同压力p p下的压缩稳定后的孔隙比下的压缩稳定后的孔隙比e e之间的关系曲线称之间的关系曲线称为压缩曲线为压缩曲线。压缩曲线的形态反映土的压缩性。压缩曲线的形态反映土的压缩性。原状土原状土样的压缩曲线一般较扰动土样的压缩曲线平缓，这是因样的压缩曲线一般较扰动土样的压缩曲线平缓，这是因为扰动土样的结构遭到破坏，土变的疏松，压缩性大为扰动土样的结构遭到破坏，土变的疏松，压缩性大。不同的土，在相同荷载增量不同的土，在相同荷载增量 p
13、 p下，压缩曲线形状不一样。下，压缩曲线形状不一样。这是因为，不同土的这是因为，不同土的e e的增量的增量 e e是不同的。是不同的。加荷方式不同，土的压缩曲线的形状不同。压缩曲线、加荷方式不同，土的压缩曲线的形状不同。压缩曲线、回弹回弹(卸荷卸荷)曲线、再压缩曲线的形状有较大的差异。曲线、再压缩曲线的形状有较大的差异。e0eppee-p曲线曲线曲线曲线A曲线曲线B曲线曲线A压缩性压缩性曲线曲线B压缩性压缩性由压缩曲线获得压缩性由压缩曲线获得压缩性指标，包括指标，包括压缩系数、压缩系数、压缩模量和变形模量压缩模量和变形模量等。等。压缩曲线上取任意两点压缩曲线上取任意两点MM1 1和和MM2 2
14、，相应的压力和，相应的压力和孔隙比为孔隙比为p p1 1、e e1 1和和p p2 2、e e2 2，则两点之间连一直线，则两点之间连一直线，该直线方程为该直线方程为e e1 1-e-e2 2=-a(=-a(p p1 1-p p2 2)压缩定律压缩定律 其中，其中，a a压缩系数压缩系数(正正的数值的数值)，单位为，单位为MPaMPa-1-1。p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲线曲线pe压缩定律的物理含义压缩定律的物理含义为：在无侧胀条件下，为：在无侧胀条件下，在压力变化不大时，孔隙比的变化与压力的在压力变化不大时，孔隙比的变化与压力的变化成正比。变化成正比。压缩系数是反映土的压缩性大小
15、的指标，压压缩系数是反映土的压缩性大小的指标，压缩系数越大，土的压缩性越强。缩系数越大，土的压缩性越强。由于土的压缩曲线一般不是直线，所以，计由于土的压缩曲线一般不是直线，所以，计算压缩系数时所取的点的位置不同，压缩系算压缩系数时所取的点的位置不同，压缩系数值也不同。数值也不同。为了便于比较不同土的压缩性，为了便于比较不同土的压缩性，通常的压缩系数为通常的压缩系数为p p1 1=0.1MPa=0.1MPa、p p2 2=0.2MPa=0.2MPa所对应的所对应的压缩系数压缩系数a a1212。根据根据a a1212的土的压缩性分类（规范）的土的压缩性分类（规范）：a a12120.1MPa0.
16、1MPa-1-1时为低压缩性土；时为低压缩性土；0.10.1 a a12120.511，即前期固结压力大于现在土自重应，即前期固结压力大于现在土自重应力。历史上地面因外力作用而冲蚀到目前的地力。历史上地面因外力作用而冲蚀到目前的地面高度。面高度。(3)(3)欠固结欠固结固结比固结比11，即前期固结压力小于现在土自重应，即前期固结压力小于现在土自重应力。土层在目前土自重下还没有达到完全固结。力。土层在目前土自重下还没有达到完全固结。新近堆积的粘性土常为欠固结土。新近堆积的粘性土常为欠固结土。e eABCDmrmin1 12 23 33 3）先期固结压力）先期固结压力p p的确定：的确定：(Cas
17、agrande(Casagrande 法法)(f)B(f)B点对应于先期固结压力点对应于先期固结压力 p p(b)(b)作水平线作水平线m1m1(c)(c)作作mm点切线点切线m2m2(d)(d)作作m1,m2 m1,m2 的角分线的角分线m3m3(e)m3(e)m3与试验曲线的直线段与试验曲线的直线段交于点交于点B B(a)(a)在在e-lge-lg压缩试验曲线压缩试验曲线上，找曲率最大点上，找曲率最大点 mm p p5.1 5.1 土的压缩性土的压缩性5.2 5.2 地基最终沉降量地基最终沉降量 5.3 5.3 地基沉降与时间的关系地基沉降与时间的关系 5 5 土的压缩性与地基土的沉降计算
18、土的压缩性与地基土的沉降计算地基最终沉降量地基最终沉降量：地基土层在建筑物荷载作用下地基土层在建筑物荷载作用下产生压缩变形，当压缩变形达到稳定后地基表面产生压缩变形，当压缩变形达到稳定后地基表面的沉降量的沉降量。计算目的计算目的：通过预计沉降量、沉降差、倾斜及局：通过预计沉降量、沉降差、倾斜及局部倾斜，来判断地基变形是否超过允许的范围，部倾斜，来判断地基变形是否超过允许的范围，从而为采取相应措施提供依据，保证建筑物的安从而为采取相应措施提供依据，保证建筑物的安全。全。计算方法：计算方法：（1 1）分层总和法分层总和法理论计算；理论计算；（2 2）建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范GB50
19、007-2002GB50007-2002推荐法推荐法分层总和法的修正。分层总和法的修正。1 1、分层总和法、分层总和法1)1)原理原理将地基土分为若干个将地基土分为若干个水平土层，分别计算水平土层，分别计算每个土层的压缩量，每个土层的压缩量，然后累计起来，即为然后累计起来，即为地基的最终沉降量。地基的最终沉降量。本法常在岩土工程勘本法常在岩土工程勘察阶段采用。察阶段采用。2)2)几点假设几点假设（1 1）弹性、连续性、各向同性、半无限的假设；）弹性、连续性、各向同性、半无限的假设；（2 2）计算部位为基础底面中心点。但当计算倾）计算部位为基础底面中心点。但当计算倾斜时则计算部位为倾斜方向的基础
20、边缘点；斜时则计算部位为倾斜方向的基础边缘点；（3 3）地基土为侧限变形，即只有垂向压缩变形。）地基土为侧限变形，即只有垂向压缩变形。可使用侧限压缩试验的数据进行计算；可使用侧限压缩试验的数据进行计算；（4 4）计算深度不必无限深，计算深度以内的土）计算深度不必无限深，计算深度以内的土层为受压层。若受压层以下存在软弱土层，则应层为受压层。若受压层以下存在软弱土层，则应计算至软弱土层底面。计算至软弱土层底面。3)3)计算方法与步骤计算方法与步骤（1 1）绘制地基土层分布和基础结构）绘制地基土层分布和基础结构剖面图；剖面图；（2 2）计算地基土中自重应力，土层）计算地基土中自重应力，土层变化点、地
21、下水位面为计算点。计算变化点、地下水位面为计算点。计算结果按一定的比例绘制自重应力随深结果按一定的比例绘制自重应力随深度变化曲线于剖面图的一侧度变化曲线于剖面图的一侧(如左侧如左侧)；（3 3）计算基础底面接触压力；）计算基础底面接触压力；（4 4）计算基础底面附加压力；）计算基础底面附加压力；（5 5）计算地基图中的附加应力。计）计算地基图中的附加应力。计算时，应将土层划分成若干分层，每算时，应将土层划分成若干分层，每个分层的厚度应小于个分层的厚度应小于0.40.4倍的基础底倍的基础底面宽度。当土层的性质发生变化或遇面宽度。当土层的性质发生变化或遇地下水位面时，应作为分层面。浅部地下水位面时
22、，应作为分层面。浅部应分得薄一些，深部可分得厚一些。应分得薄一些，深部可分得厚一些。将计算结果按比例绘制成附加应力随将计算结果按比例绘制成附加应力随深度变化曲线于剖面图的另一侧深度变化曲线于剖面图的另一侧(如如右侧右侧)；（6 6）确定受压层的深度）确定受压层的深度znzn。一般土：一般土：z zn n取附加应力为自重应力的取附加应力为自重应力的20%20%的深度；的深度；软土：软土：z zn n取附加应力为自重应力的取附加应力为自重应力的10%10%的深度。的深度。（7 7）计算受压层范围内各分层的压缩量。计算公式根据所用参数）计算受压层范围内各分层的压缩量。计算公式根据所用参数分别选择：分
23、别选择：已知土的侧限压缩模量已知土的侧限压缩模量EsEs时时已知压缩系数已知压缩系数a a时时已知压缩曲线时已知压缩曲线时(8(8）计算地基最终沉降量）计算地基最终沉降量4)4)分层总和法的优缺点分层总和法的优缺点具有物理概念明确、计算方法简便的优点。但计具有物理概念明确、计算方法简便的优点。但计算结果与实际观测结果存在较大的算结果与实际观测结果存在较大的误差误差，主要表现，主要表现在：在：a a）中等地基，两者结果接近；）中等地基，两者结果接近；b b）软弱地基，计算结果偏小）软弱地基，计算结果偏小(小于实测结果小于实测结果)；c c）坚实地基，计算结果偏大）坚实地基，计算结果偏大(有时远大
24、于实测结果有时远大于实测结果)。原因原因在于：在于：a a）采用的假设与实际不符；）采用的假设与实际不符；b b）计算所用的指标的代表性、取样与试验条件存在问题；）计算所用的指标的代表性、取样与试验条件存在问题；c c）计算中没有考虑地基、基础、上部结构三者之间的作）计算中没有考虑地基、基础、上部结构三者之间的作用关系。用关系。2 2、建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范GB50007-2002GB50007-2002推推荐法荐法1)1)计算公式计算公式在总结了大量的实践经验的基础上，在总结了大量的实践经验的基础上，规范规范对分层总和法计算最终沉降量进行了修正。对分层总和法计算最终沉降量进
25、行了修正。规范规范为了使软弱地基、坚实地基利用分为了使软弱地基、坚实地基利用分层总和法计算的沉降量结果都与实际相符合，层总和法计算的沉降量结果都与实际相符合，引入了一个沉降计算经验系数引入了一个沉降计算经验系数 s s，于是最终，于是最终沉降量计算公式变为：沉降量计算公式变为：式式中：中：s s最终沉降量最终沉降量mmmm；s s分层总和法计算的最终沉降量分层总和法计算的最终沉降量mmmm；s s沉降计算经验系数，根据地区沉降观测资料沉降计算经验系数，根据地区沉降观测资料及经验确定。无地区经验时可查下及经验确定。无地区经验时可查下表表;n n地基沉降变形计算范围内所划分的土层数地基沉降变形计算
26、范围内所划分的土层数（下图）（下图）；p p0 0基础底面附加压力基础底面附加压力KpaKpa；E Esisi基础底面以下第基础底面以下第i i层土的压缩模量层土的压缩模量MpaMpa，应，应取土的自重应力至土的自重应力与附加应力之和的取土的自重应力至土的自重应力与附加应力之和的压力段计算压力段计算；z zi i、z zi-1i-1基础底面至第基础底面至第i i层土、第层土、第i-1i-1层土底面层土底面的距离的距离；a ai i、a ai-1i-1基础底面计算点至第基础底面计算点至第i i层土、第层土、第i-1i-1层层土底面范围内平均附加压力系数，可土底面范围内平均附加压力系数，可查表查表
27、7-117-11。由于在公式推导过程中以及计算压缩模量时需要计算一定由于在公式推导过程中以及计算压缩模量时需要计算一定深度范围内附加应力面积，所以本计算方法又称为深度范围内附加应力面积，所以本计算方法又称为应力面应力面积法积法(实际上是应力面积法的改进实际上是应力面积法的改进)。2)2)计算深度计算深度z zn n的确定的确定(1)(1)存在相邻基础影响时，存在相邻基础影响时，z zn n应满足应满足当确定的计算深度下仍有较软土层存在时，应继续计算。当确定的计算深度下仍有较软土层存在时，应继续计算。(2)(2)无相邻基础影响时，可采用无相邻基础影响时，可采用简化公式简化公式：(3)(3)在计算
28、深度范围内存在基岩时，在计算深度范围内存在基岩时，z zn n可取至基岩表面；当可取至基岩表面；当存在较厚的坚硬粘性土层，其孔隙比小于存在较厚的坚硬粘性土层，其孔隙比小于0.50.5、压缩模量大、压缩模量大于于50Mpa50Mpa，或存在较厚的密实砂卵石层，其压缩模量大于，或存在较厚的密实砂卵石层，其压缩模量大于80Mpa80Mpa时，时，z zn n可取至该层土表面。可取至该层土表面。3 3、分层总和法与规范法的、分层总和法与规范法的比较比较4 4、相邻荷载对地基沉降的影响、相邻荷载对地基沉降的影响当存在相邻荷载时，应考虑相邻荷载在地基中产生的附当存在相邻荷载时，应考虑相邻荷载在地基中产生的
29、附加应力引起的沉降。可以通过应力叠加将相邻荷载的附加应力引起的沉降。可以通过应力叠加将相邻荷载的附加应力计算进来。再计算地基沉降。加应力计算进来。再计算地基沉降。5 5、超固结土与欠固结土的沉降计算、超固结土与欠固结土的沉降计算(计算方法的依据是压缩曲线计算方法的依据是压缩曲线e elgp)lgp)1)1)超固结土的沉降计算超固结土的沉降计算超固结土的各分层的超固结土的各分层的 cziczip0)z=0 u=0 (t0)底面边界条件底面边界条件：z=2H u=0(t0)z=2H u=0(t0)0z 在上述定解条件下，单向固结微分方程的解为：在上述定解条件下，单向固结微分方程的解为：式中：式中：
30、附加应力，不随深度变化附加应力，不随深度变化；H H土层最大排水距离，双面排水时，土层最大排水距离，双面排水时，H H为为土层厚度的一半；单面排水时，土层厚度的一半；单面排水时，H H为土层的总厚度；为土层的总厚度；TvTv时间因子时间因子；m m奇正整数，即奇正整数，即1,3,5,1,3,5,；e e自然对数的底。自然对数的底。H单面排水时孔隙水压力分布单面排水时孔隙水压力分布双面排水时孔隙水压力分布双面排水时孔隙水压力分布z zz z排水面排水面不透水层不透水层排水面排水面排水面排水面HH渗流渗流渗流渗流渗流渗流Tv=0Tv=0.05Tv=0.2Tv=0.7Tv=Tv=0Tv=0.05Tv
31、=0.2Tv=0.7Tv=u u0 0=p=pu u0 0=p=p解所反映的孔隙水压力变化规律：解所反映的孔隙水压力变化规律：3)3)固结度及其计算固结度及其计算固结度固结度地基在荷载作用下，经历时间地基在荷载作用下，经历时间t t的沉降量的沉降量stst与最终沉降量与最终沉降量s s之比值，以之比值，以U U表示，表示时间表示，表示时间t t所完所完成的固结程度，即成的固结程度，即地基中某一点的固结度：当荷载不大时，土中的应力地基中某一点的固结度：当荷载不大时，土中的应力与应变可近似认为是直线关系，则地基中某点的固结与应变可近似认为是直线关系，则地基中某点的固结度为：度为：地地基基平平均均固
32、固结结度度：地地基基中中各各点点的的应应力力不不等等，各各点点的的固固结结度度也也不不等等，一一般般采采用用平平均均孔孔隙隙水水压压力力u um m与平均附加应力与平均附加应力 zmzm来计算地基平均固结度：来计算地基平均固结度：如如果果附附加加应应力力随随深深度度变变化化时时，地地基基固固结结度度可可采采用用固固结结度度U U时时间间因因子子TvTv的的关关系系曲曲线线或或表表格格确确定定。先先计计算算出出排排水水面面与与不不排排水水面面的的附附加加应应力力之之比比(附附加加应应力力比比，双双面面排排水水时时，=1)=1)，再再查查U UTvTv关系曲线或表格得某时间关系曲线或表格得某时间t
33、 t的固结度。的固结度。由由固固结结度度计计算算公公式式可可见见，固固结结度度是是时时间间因因子子TvTv的的函函数数，时时间间因因子子越越大大，固固结结度度越越大大，土土层层的的沉沉降降量量越越接接近近于于最最终终沉沉降降量量。从从时时间间因因子子的的表表达达式式可可以清楚地分析出以清楚地分析出固结度与各因素之间的关系固结度与各因素之间的关系：(1(1）渗渗透透系系数数越越大大，越越易易固固结结，因因为为水水容容易易从从孔隙中排出；孔隙中排出；(2(2）土土的的压压缩缩模模量量越越小小，越越易易固固结结，因因为为土土骨骨架架发发生生较较小小的的压压缩缩变变形形即即能能分分担担较较大大的的外外
34、荷荷，因因此此孔孔隙隙体体积积不不需需要要太太大大的的变变化化(不不需需排排出出较较多的水多的水)；(3(3）时间越长，固结越充分；）时间越长，固结越充分；(4(4）渗渗流流路路径径越越长长(土土层层厚厚度度越越大大)，孔孔隙隙水水越越难排出土层，固结越难。难排出土层，固结越难。4 4）存在的问题：）存在的问题：(1(1）假假设设了了水水在在孔孔隙隙中中流流动动符符合合达达西西定定律律，但但没没有有考考虑虑当当水水头头梯梯度度小小于于起起始始水水力力梯梯度度时时，水水不会发生渗流的情况；不会发生渗流的情况；(2(2）假假设设在在整整个个固固结结过过程程中中渗渗透透系系数数是是不不变变的的，引引
35、起起误误差差，因因为为随随着着土土层层的的压压缩缩，孔孔隙隙将将逐逐渐渐减小而降低渗透性；减小而降低渗透性；(3(3）假假设设在在整整个个固固结结过过程程中中压压缩缩系系数数a a不不变变，与与试验结果也不符合；试验结果也不符合；(4(4）实实际际边边界界条条件件很很复复杂杂，不不可可能能如如理理论论假假设设那样简单；那样简单；(5(5）各各种种计计算算指指标标的的来来源源，不不可可能能十十分分满满意意地地反映土层的实际情况。反映土层的实际情况。2 2、地基沉降与时间关系计算、地基沉降与时间关系计算地基沉降与时间关系计算可分以下步骤进行：地基沉降与时间关系计算可分以下步骤进行：(1)(1)计算
36、地基最终沉降量计算地基最终沉降量s s；(2)(2)由附加应力计算公式分别计算出土层上下由附加应力计算公式分别计算出土层上下界面处的附加应力，计算附加应力比值界面处的附加应力，计算附加应力比值 （排排水面附加应力与不排水面附加应力之比，双面水面附加应力与不排水面附加应力之比，双面排水时排水时=1=1）；(3)(3)假定一系列的地基平均固结度，根据每个假定一系列的地基平均固结度，根据每个固结度与固结度与附加应力比附加应力比，查固结度，查固结度时间因子关时间因子关系曲线或表格，得一系列的时间因子系曲线或表格，得一系列的时间因子TvTv；(4)(4)由时间因子计算出每个假定的固结度所对由时间因子计算出每个假定的固结度所对应的时间；应的时间；(5)(5)由固结度定义式计算出时间由固结度定义式计算出时间t t的沉降量的沉降量s st t；(6)(6)绘制绘制s st t与与t t的关系曲线，在曲线上可求任意的关系曲线，在曲线上可求任意时间的沉降量。时间的沉降量。