第6章地基沉降计算.pptx

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1、1 1、沉降量（、沉降量（mmmm）定义定义沉降量特指基础中心的沉降量。沉降量特指基础中心的沉降量。作用作用若沉降量过大，势必影响建筑物的正常使用。若沉降量过大，势必影响建筑物的正常使用。单单层层排排架架结结构构柱柱基基(特特别别是是多多跨跨的的)、考考虑虑有有关关部部分分之之间间的的净净空空连连接方法及施工顺序时用沉降量控制。接方法及施工顺序时用沉降量控制。2 2、沉降差（、沉降差（mmmm）定义定义指同一建筑物中，相邻两个基础沉降量的差值。指同一建筑物中，相邻两个基础沉降量的差值。作作用用如如建建筑筑物物中中相相邻邻两两个个基基础础的的沉沉降降差差过过大大，会会使使相相应应的的上上部部结结

2、构构产产生生额额外外应应力力，超超过过限限度度时时，建建筑筑物物将将发发生生裂裂缝缝、倾倾斜斜甚甚至破坏至破坏。由由于于地地基基软软硬硬不不均均匀匀、荷荷载载大大小小差差异异、体体型型复复杂杂等等因因素素，引引起起地地基基变变形形不不同同。对对于于框框架架结结构构 单单层层排排架架结结构构，设设计计时时应应由由相相邻邻柱柱基基的沉降差控制。的沉降差控制。第1页/共53页3 3、倾斜（、倾斜（）定定义义特特指指独独立立基基础础倾倾斜斜方方向向两两端端点点的的沉沉降降差差与与其其距距离离的的比比值，以值，以表示。表示。作作用用若若建建筑筑物物倾倾斜斜过过大大，将将影影响响正正常常使使用用，遇遇台台

3、风风或或强强烈烈地地震震时时危危及及建建筑筑物物整整体体稳稳定定，甚甚至至倾倾覆覆。对对于于多多层层或或高高层层建建筑筑和和烟烟囱、水堰水塔、高炉等高耸结构，应以倾斜值作为控制指标。囱、水堰水塔、高炉等高耸结构，应以倾斜值作为控制指标。4 4、局部倾斜（、局部倾斜（）定定义义指指砖砖石石砌砌体体承承重重结结构构，沿沿纵纵向向6m6m10m10m内内基基础础两两点点的的沉降差与其距离的比值，以沉降差与其距离的比值，以表示。表示。作作用用若若建建筑筑物物的的局局部部倾倾斜斜过过大大，往往往往使使砖砖石石砌砌体体承承受受弯弯矩矩而拉裂。而拉裂。对于砌体承重结构设计，应由局部倾斜控制。对于砌体承重结构

4、设计，应由局部倾斜控制。第2页/共53页沉降变形图示S S Sl S第3页/共53页第4页/共53页防止地基有害变形的措施防止地基有害变形的措施1 1、减小沉降量的措施、减小沉降量的措施外因方面外因方面地地基基沉沉降降由由附附加加应应力力产产生生，如如减减小小基基础础底底面面的的附附加加应应力力p p0 0，则则可可相相应应减减小小地地基基沉沉降降量量。由由公公式式(3.29)(3.29)p p0 0=p-rd=p-rd可可知知，减减小小p p0 0可可采采取取以以下两种措施：下两种措施：上部结构采用轻质材料，则可减小基础底面的接触压力上部结构采用轻质材料，则可减小基础底面的接触压力p p；当

5、当地地基基中中无无软软弱弱下下卧卧层层时时，可可加加大大基基础础埋埋深深d d。(见见补补偿偿性性基基础础设计设计).).内因方面内因方面地地基基产产生生沉沉降降的的内内因因：地地基基土土由由三三相相组组成成，固固体体颗颗粒粒之之间间存存在在孔孔隙隙，在在外外荷荷作作用用下下孔孔隙隙发发生生压压缩缩所所致致。因因此此，为为减减小小地地基基的的沉沉降降量量，在在修修造造建建筑筑物物之之前前，可可预预先先对对地地基基进进行行加加固固处处理理。根根据据地地基基土土的的性性质质、厚厚度度结结合合上上部部结结构构特特点点和和场场地地周周围围环环境境，可可分分别别采采用用机机械械压压密密、强强力力夯夯实实

6、、换换土土垫垫层层、加加载载预预压压、砂砂桩桩挤挤密密、振振冲冲及及化化学学加加固固等等人人工地基的措施；必要时，还可以采用桩基础或深基础。工地基的措施；必要时，还可以采用桩基础或深基础。第5页/共53页防止地基有害变形的措施防止地基有害变形的措施2 2、减小沉降差的措施、减小沉降差的措施设计中尽量使上部荷载设计中尽量使上部荷载中心受压，均匀分布中心受压，均匀分布。遇高低层相差悬殊或地基软硬突变等情况遇高低层相差悬殊或地基软硬突变等情况,可合理可合理设置沉降缝设置沉降缝。增增加加上上部部结结构构对对地地基基不不均均匀匀沉沉降降的的调调整整作作用用。如如设设置置封封闭闭圈圈梁梁与与构构造造柱柱，

7、加加强强上上部部结结构构的的刚刚度度；将将超超静静定定结结构构改改为为静静定定结结构构，以以加大对不均匀沉降的适应性。加大对不均匀沉降的适应性。妥妥善善安安排排施施工工顺顺序序。例例如如，建建筑筑物物高高、重重部部位位沉沉降降大大先先施施工工；拱桥先做成三铰拱，并可预留拱度。拱桥先做成三铰拱，并可预留拱度。人工补救措施人工补救措施。第6页/共53页6.2 地基沉降原理瞬时沉降主固结沉降次固结沉降按变形机理饱和软粘土地基可能产生的总沉降S可分为三部分：第7页/共53页瞬时沉降瞬时沉降(1)(1)瞬时沉降瞬时沉降指在加荷瞬间土孔隙中水来不及排出指在加荷瞬间土孔隙中水来不及排出 ,孔隙体积尚未变化孔

8、隙体积尚未变化,地基土在荷载作用下仅发生剪切地基土在荷载作用下仅发生剪切变形时的地基沉降变形时的地基沉降.(2)(2)瞬时沉降一般不予考虑瞬时沉降一般不予考虑.(3)(3)对于控制要求较高的建筑物，瞬时沉降可用弹性对于控制要求较高的建筑物，瞬时沉降可用弹性理论估算。对于饱和粘土在局部均布荷载作用下，理论估算。对于饱和粘土在局部均布荷载作用下，地基地瞬时沉降可用下式计算地基地瞬时沉降可用下式计算.第8页/共53页主固结与主固结沉降主固结与主固结沉降 在荷载作用下饱和土体中孔隙水的排除导致在荷载作用下饱和土体中孔隙水的排除导致土体体积随时间逐渐减小，有效应力逐渐增加，土体体积随时间逐渐减小，有效应

9、力逐渐增加，这一过程称为这一过程称为主固结主固结。随着时间的增加，孔隙水应力逐渐消散，有随着时间的增加，孔隙水应力逐渐消散，有效应力逐渐增加并最终达到一个稳定值，此时效应力逐渐增加并最终达到一个稳定值，此时孔隙水应力消散为零，主固结沉降完成，这一孔隙水应力消散为零，主固结沉降完成，这一过程所产生的沉降为过程所产生的沉降为固结沉降固结沉降。第9页/共53页次固结沉降次固结沉降 土体在主固结成将完成之后有效应力增长不变土体在主固结成将完成之后有效应力增长不变的情况下还会随时间的增长进一步产生沉降，称为的情况下还会随时间的增长进一步产生沉降，称为次固结沉降次固结沉降。次固结沉降对某些土如软粘土是比较

10、重要的，次固结沉降对某些土如软粘土是比较重要的，对于坚硬土或超固结土，这一分量相对较小。对于坚硬土或超固结土，这一分量相对较小。第10页/共53页瞬时沉降瞬时沉降 SdSd主固结沉降主固结沉降 ScSc次固结沉降次固结沉降 SsSstoSdScSsSelgt主固结Ot1斜率Cd第11页/共53页 对于软粘土地基，主要是固结沉降，其发展变化时间很长。Sd、Sc和Ss分别利用弹性理论、固结理论和次固结理论进行计算，初始沉降的计算参数由不排水条件下土工试验测定；对于无粘性土地基，沉降发展很快，次固结沉降很小。如砂土地基，一般不需分三部分，而直接按弹性理论方法计算。但在荷载较大时，需要考虑其非线性；对

11、于有机质土次固结沉降较大。地基沉降又可分为施工期间沉降和工后沉降两部分。施工期间沉降包括初始沉降和固结沉降，工后沉降包括固结和次固结沉降。另外，工后沉降又可分为工后某段时间内的沉降量和工后某段时间后的沉降量。对于工后沉降，一般关心前者，即工后一定时间内的沉降值，例如高速公路15年内的沉降。6.2 地基沉降原理 第12页/共53页 几点说明 1、瞬时沉降 sd 的产生需要一定的时间 2、土体固结沉降Sc，也有短时间完成的，如邻近排水面的 土体的固结，几乎是瞬时发生的 3、将地基沉降分成三部分是从变形机理角度考虑，并不是 从时间角度划分的，地基固结沉降和次固结沉降难以在 时间上分开，初始沉降与固结

12、沉降在时间上也难以截然 分开。6.2 地基沉降原理 第13页/共53页6.3 常用沉降计算方法地基沉降的原因很多，但其主要原因主要有两个方面：一是建筑物荷载在地基中产生的附加应力；二是土的压缩特性。目前，国内外关于地基沉降量的计算方法很多，主要分为4类，即弹性理论法、工程简化方法、经验方法和数值计算方法。下面主要介绍国内常用的几种实用沉降计算方法，即弹性理论法、分层总和法和应力弹性理论法、分层总和法和应力面积法。面积法。第14页/共53页6.3 常用沉降计算方法 一、弹性理论计算式 将地基视为半无限各向同性弹性体，根据弹性理论可得到沉降计算公式。沉降计算一般积分式：根据广义虎克定律,半无限弹性

13、体内任一点A（x,y,z）处的竖向应变可表为：式中 E土体变形模量；土体泊松比。图6-1 集中荷载作用下地基任一点沉降 在集中力P作用下，上式中点A处的附加应力 ，和 可采用布辛涅斯克解，则可得到A点的沉降：第15页/共53页 对于任意（面）荷载(假定为柔性荷载)，地基沉降可由上两式按迭加原理积分求得，如同计算附加应力。下面将介绍圆形、矩形均布荷载下地基沉降计算式。地面上某点（x，y，0）处的沉降为：6.3 常用沉降计算方法第16页/共53页 在半无限弹性体上作用有均布柔性圆形荷载，荷载密度为p，荷载作用区半径为b，直径为B=2b。类似前面分析，可以通过积分得到地基中土体竖向位移表达式为：式中

14、：I1和I2沉降影响数，与z/r 值和 z/b 值有关，。图6-2 圆形均布荷载作用下 地基中竖向应变 当z=0时，均布柔性圆形荷载作用下地面沉降为：表6-1为圆形荷载轴线处（r=0）不同深度处的土体的沉降（即竖向位移）影响数I1和I2值，表6-2为地面（z=0）处沉降影响数I1的值1.1.圆形荷载圆形荷载6.3 常用沉降计算方法第17页/共53页 对饱和软粘土地基，在不排水条件下，0.5。则对于圆形荷载中心，沉降表达式为（查表6-2,I1=2）：对于圆形荷载边缘处地面沉降表达式为（查表6-2,I1=1.273）：荷载作用区平均沉降为：表6-3给出饱和软粘土地基（0.5）在均布柔性圆形荷载作用

15、下，轴线（r=0）处 土体竖向位移沿深度分布情况。6.3 常用沉降计算方法第18页/共53页轴线处土体竖向位移 其中I3为沉降影响数。从表6-3可以看到，距地面1倍直径距离（z=B=2b）以内的土体压缩量占总沉降量的55.2=(1.5-0.672)/1.5，2B范围内土体压缩量75.7=(1.5-0.365)/1.5，3B范围内占83.3=(1.5-0.25)/1.5，4B范围内占87.4=(1.5-0.189)/1.5。若考虑土体模量随深度的变化，浅层土体压缩量所占比例还要大一些。6.3 常用沉降计算方法第19页/共53页 均布柔性矩形荷载密度为p，荷载作用面积LB。在该荷载作用下，荷载作用

16、面（z=0）角点处沉降表达式为：荷载作用面中心处沉降采用迭加法，由角点处沉降计算式得到，即：可见，矩形荷载中心处沉降为角点处沉降的2倍。荷载作用面平均沉降为：表6-4给出z=0时沉降影响系数I4的值。2.2.矩形荷载矩形荷载6.3 常用沉降计算方法第20页/共53页 有限厚度弹性土层上作用有柔性荷载时其沉降可采用下述方法计算。设有限厚度弹性土层厚度为H，下卧层为不可压缩层，则地面沉降可近似采用下式计算：式中 sz=0 半无限空间弹性体 z=0处的沉降；sz=H 半无限空间弹性体 z=H处的竖向位移。图6-3 有限厚度弹性地基 采用弹性理论计算式计算沉降有一定的应用范围，主要应用于砂土地基沉降的

17、计算，饱和软粘土地基初始沉降的计算，有时也应用于排水条件下固结沉降的计算。下面分别加以介绍。3.3.有限厚度弹性土层有限厚度弹性土层6.3 常用沉降计算方法第21页/共53页 在荷载作用下砂土地基 的沉降很快完成，与软粘土地基比较，其沉降值也较小。在应用弹性理论计算式计算沉降时，弹性参数通常根据土体的类别和它的密实度来选用。砂土的弹性参数可参考表6-5选用。饱和软粘土地基 在荷载作用下的初始沉降是处于不排水状态、土体体积不变 而 产 生 侧 向 变 形 引 起 的 沉 降。图6-4 E50值的确定采用弹性理论计算式计算时泊松比一般可取0.5，不排水变形模量（杨氏模量）可采用三轴不排水压缩试验（

18、CIU试验）测定。采用三轴固结不排水压缩试验测定E值时，常取E50值。若试验曲线如图6-4中所示，最大主应力差为 ，E50是主应力差 达到 时的割线斜率。弹性理论计算式有时也应用于饱和软粘土地基排水条件下地基总沉降计算。此时，土体弹性参数E和应采用三轴固结排水压缩试验（CID试验）测定。6.3 常用沉降计算方法第22页/共53页二、分层总和法一般情况下，实际工程所遇到的地基土层都是成层的，每层土的压缩特性各不相同，且压缩模量随深度而变化。因此，在计算地基最终沉降量时，应分别予以对待。分层总和法是将地基土分成若干水平土层，分别计算各层土的压缩量，然后叠加起来，即为地基总的沉降量，即第23页/共5

19、3页1基本假设 （1）假设地基土为均质的、连续的、各向同性的半无限空间弹性体，这样可以采用弹性理论计算地基中的竖向附加应力。（2）依据基础中心点下所受的有效竖向附加应力 计算基础的最终沉降量（）实际上这与基底边缘和中部其余各点的有效竖向附加应力不同，中点O下的有效竖向附加应力为最大值。计算基础的倾斜时，要以倾斜方向基础两端点下的有效竖向附加应力进行计算。（3）在建筑物荷载作用下，地基土只产生竖向变形，不产生侧向变形，即地基土的变形条件假定为完全侧限条件。因而在地基沉降计算中，就可以应用室内侧限压缩试验测定的压缩性指标a和Es的值。第24页/共53页（4）沉降计算深度，理论上应计算至无限深。但因

20、竖向附加应力随深度而减小，工程上计算至某一深度（称为地基地基压缩层下限压缩层下限）即可。压缩层下限以下的土层竖向附加应力很小，所产生的压缩量可忽略不计。若压缩层下限以下存在软弱土层时，则应计算至软弱土层底部。2计算公式在基础中心点下第i层土中取一小土柱（见右图），分析其在修建建筑物前后的变化，如下图所示。第25页/共53页与实际相比,结算结果的影响?二、分层总和法二、分层总和法1 1、假定：、假定：1)地基土是均质、各向同性的半无限空间弹性体。2)地基土层受荷后不能发生侧向变形。目的：可利用完全侧限压缩试验的指标。3)基础沉降量根据基础中心点下土柱所受的附加应力z 进行计算。4)基础最终沉降量

21、等于基础底面下某一深度范围内各土层压缩量的总和。该深度以下土层的压缩变形值小到可以忽略不计。计算结果比实际大还是小?第26页/共53页1.压缩性指标由侧限压缩试验得到,试样只发生竖向变形,而实际土体无侧向约束或认为比试验侧向约束小得多,故计算结果比实际要偏小.2.由于同一深度处,基础中心点下得附加应力最大,向两边逐渐减小,故采用中心点计算沉降量比实际要偏大.3.引入基底附加压力 来计算附加应力,而 即认为净增的基底压力是引起地基土变形的原因,而地基土在开挖基坑后没有回弹,实际上这是一种极端的情况.故计算结果比实际偏大.第27页/共53页在修建建筑物之前，小土柱原始高度为hi，横截面面积为A，其

22、上所受有效竖向自重应力平均值为 （因土柱上下所受有效竖向应力值不一样，应取平均值），相应的天然孔隙比为e1i。在修建建筑物后，其上所受有效竖向应力平均值为 ，相应的最终孔隙比为e2，变形稳定后小土柱高度变为hi-si，按假设横截面面积仍为A，其压缩量为si。则有第28页/共53页将二式相除可得 则或 或 式中：si第层土的压缩量；e1i第i层土原始孔隙比（在第i层土压缩曲线上 对应的孔隙比）；第29页/共53页e2i第i层土最终孔隙比（在第层土压缩曲线上 对应的孔隙比）；hi第层土的厚度；ai第层土的压缩系数；第层土有效竖向附加应力平均值；Esi第层土压缩模量。各层土的压缩量计算出来后，求和便

23、可计算出地基的最终沉降量。各层土的压缩量计算出来后，求和便可计算出地基的最终沉降量。第30页/共53页 3计算步骤第31页/共53页 （1）用坐标纸按比例绘制地基土层分布剖面图和基础剖面图，如上图所示。（2）计算地基土的有效竖向自重应力 ，并画出其沿深度的分布曲线。土的有效竖向自重应力应从天然地面起算，计算结果按力的比例尺绘于基础中心线的左侧。（3）计算基底压力p。（4）计算基底附加压力p0。（5）地基剖面人为分层。一般规定每层厚度不应超过0.04b（b为基础宽度），同时还应注意以下几点：天然土层的层面应为分层面；地下水位应为分层面；基底附近竖向附加应力数值变化大，分层厚度应小些。第32页/共

24、53页（6）按分层情况计算地基中有效竖向附加应力 ，并画出其沿深度的分布曲线。由于在计算地基最终沉降量时，建筑物荷载在地基中引起的孔隙水压力已完全消散，即uz=0，则 ，计算结果按同一力的比例尺绘于基础中心线的右侧。（7）确定沉降计算深度zx，即地基压缩层下限。当下卧岩层离基底较近时，取岩层顶面作为可压缩层下限；一般情况下，地基下面的土层都是可压缩的，但是我们不可能计算到无限深度。那么，不可压缩层的下限怎么确定呢？其原则是位于“下限”以下的土层的压缩量小到可以忽略不计。通常是根据某处的附加应力 与自重应力 的比值来确定的。对于一般土这个比值取为0.2；当该处为软弱土层或其下存在高压缩性土层时，

25、则可取为0.1。第33页/共53页（8）计算各土层的压缩量si（i=1,2,n）。（9）计算地基最终沉降量4讨论分层总和法计算地基最终沉降量的优点是概念明确，计算过程及变形指标的选取比较方便，易于掌握，适用于不同地基土层的情况。但分层总和法存在如下几个方面的问题，包括：（1）分层总和法采用弹性理论计算地基中的竖向附加应力z，用室内侧限压缩试验得到的 曲线求变形，这与地基的实际受力和变形情况有较大出入；（2）对于压缩性指标，如采用a1-2或E3(1-2)计算沉降，这就会得到更为粗略的结果；第34页/共53页（3）压缩层下限的确定方法没有严格的理论根据，是半经验的方法。研究表明，上述确定压缩层下限

26、的方法，会给计算结果带来10左右的误差。（4）未能考虑细颗粒土体固结变形完成后，由于土骨架的蠕变变形所引起的沉降（称为次固结沉降）。以上这些问题导致沉降的计算值与实测值不完全相符，而单纯从理论上去解决这些问题是有困难的。因此，更多的是通过不同工程对象的实测资料的对比，采用合理的经验修正系数去修正理论计算值，以满足工程上的精度要求。在我国公路桥涵地基基础设计规范中，根据统计分析提出了沉降计算经验系数，将计算结果按下式进行修正。第35页/共53页建筑沉降观测与计算结果对比：坚硬地基，分层总和法计算的沉降量比实测值显著偏大软弱地基，计算值比实测值显著偏小原因：分层总和法的假定条件与实际不符取土样与实

27、验环节上的影响没考虑地基基础与上部结构的共同作用-经统计引入沉降计算经验系数s-规范推荐法第36页/共53页三、规范法三、规范法 与传统的分层总和法与传统的分层总和法相同之处相同之处：也采用单向：也采用单向压缩条件下的压缩性指标压缩条件下的压缩性指标;与传统的分层总和法与传统的分层总和法不同之处不同之处：1.不按不按0.4b分层分层,基本上每天然土层就当作一层来基本上每天然土层就当作一层来计算计算,省去了分层总和法中压缩性指标随深度变化省去了分层总和法中压缩性指标随深度变化的麻烦的麻烦.2.采用平均附加应力系数采用平均附加应力系数,使烦琐的计算表格化使烦琐的计算表格化,简简单化单化.3.规定了

28、地基沉降计算深度的标准，考虑了基础规定了地基沉降计算深度的标准，考虑了基础大小这一因素，比应力比法更为合理；大小这一因素，比应力比法更为合理；第37页/共53页1 1、分层总和法公式、分层总和法公式4.提出了地基的沉降计算经验系数，使得计提出了地基的沉降计算经验系数，使得计算结果接近于实测值。算结果接近于实测值。第38页/共53页2 2、规范法推导规范法推导(应力面积法应力面积法):):平均附加应力系数，按l/b、z/b查表。计算原理第39页/共53页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,则：第40页/共53页地基沉降计算深度地基沉降计算深度(压缩层厚度压缩层厚度)：应满足：

29、在计算深度 范围内,第 层土的计算沉降值在计算深度 处向上取厚度为 土层的计算沉降值当无相邻荷载影响,基础宽度在130m范围内,当沉降计算深度范围内存在基岩时,可取至基岩表面为止.查表变形比法第41页/共53页计算方法及步骤计算方法及步骤 1)按比例尺绘出地基剖面图和基础剖面图。2)计算基底的附加应力。3)列表计算分层的压缩量 4)确定地基压缩层厚度。5)计算 ,查表确定经验修正系数 6)计算最终沉降量。第42页/共53页某矩形基础及地质资料如图所示,试用规范法计算地基的沉降量。()第43页/共53页解：(1)(1)求基底压力和基底附加压力基底平均压力 基底附加应力(2)(2)确定基础地基受压

30、层计算深度因为，在之间,所以说明计算的压缩层底部位于基岩层中，固按照天然土层面分层计算到基岩层顶部即可；第44页/共53页(3)(3)沉降计算(说明:角点法计算平均附加应力影响系数时,按,查,表格中所计算的,基础底面中心为1 1号点,向下在土层分界面为2 2、3 3号点)沉降计算见下表：因为沉降经验系数所以最终沉降量为。第45页/共53页点点点点号号号号 1 1 440.15330.1533=0.6132=0.6132 1839.1839.6 61839.6 1839.6 45.45.53 53 45.45.53 53 440.12710.1271=0.5084=0.5084 2033.203

31、3.6 6 194.0 194.0 12.12.00 00 57.57.53 53 第46页/共53页四地基沉降计算深度Zn 地基沉降计算深度，即压缩层下限的确定，分两种情况（1）无相邻荷载的基础中点下，可按下式估算，即 Zn=b(2.5-0.4ln b)（2）存在相邻荷载影响时，应满足下式要求，即 sx0.025s 式中:sx在计算深度处，向上取计算 厚度为的薄土层的压缩量（见上图和表415）；s地基沉降理论计算值。（3）第47页/共53页 6.3.3 次固结沉降计算方法 如前所述，粘性土地基沉降按变形机理可分为初始沉降、固结沉降和次固结沉降。初始沉降通常采用弹性理论计算法计算，固结沉降多采

32、用分层总和法计算，下面介绍次固结沉降计算方法。次固结沉降也采用分层总和法计算。将地基土层分成n层，分别计算每一土层的次固结压缩量，然后求各层压缩量之和得到次固结沉降量。在压缩试验中可以测定e log t 曲线（如图6-76-7）,由此可求得土体次固结引起的孔隙比变化，其表达式为：式中 次固结系数，为半对数图上直线斜率；t 所求次固结变形时间；t1压缩试验中次固结开始时间，相当于主固结完成时间。6.3 常用沉降计算方法第48页/共53页 于是地基次固结沉降可采用下式计算：式中 第i层土次固结系数；e0i第i层土平均初始孔隙比；Hi第i层土厚度；t1i 第i层土次固结变形 开始产生时间；t计算所求

33、次固结沉降 Ss产生的时间。图6-7 e logt 曲线6.3 常用沉降计算方法第49页/共53页6.5 饱和软粘土地基沉降随时间发展规律分析 前面已经分析过在荷载作用下，饱和软粘土地基沉降可分为：初始沉降、固结沉降和次固结沉降初始沉降、固结沉降和次固结沉降。初始沉降是土体体积保持不变，体积形状发生改变引起的地基沉降。初始沉降一般经历时间不长，视土质情况，加载后几天内或几星期内可以完成，少数情况可达几个月。因时间不长，影响不大，随时间发展规律研究甚少。固结沉降历时较长，视土体渗透性和最小排水距离等因素确定。根据固结理论，固结沉降随时间发展规律可通过固结度来计算。设固结完成时土层的固结压缩量为s

34、c，在某一时刻t，土体的固结度为Ut，则此时该土层的压缩量sct可表示为 这样就得到了固结沉降随时间发展的计算式。第50页/共53页6.5 饱和软粘土地基沉降随时间发展规律分析 次固结沉降是荷载保持不变,土体蠕变产生的沉降。次固结沉降随时间发展的规律表达式为 综合上述分析，饱和软粘土地基沉降随时间变化规律主要取决于固结沉降和次固结沉降两部分。固结沉降随时间的发展取决于固结度，即取决于地基中超孔隙水压力的消散。超孔隙水压力消散快，固结完成快;超孔隙水压力消散慢，固结沉降历时长。次固结沉降随时间发展规律可用对数曲线表示。第51页/共53页6.6 沉降计算应注意的几个问题 根据地基变形机理，在沉降计

35、算时一定要首先搞清概念，明确自己要算什么沉降量，然后再去选用较合适的计算方法进行计算。沉降计算方法很多，各有假设条件和适用范围，应根据工程地质条件和工程情况合理选用计算方法。最好采用多种方法计算，通过比较分析，使分析结果更接近实际。在前面介绍的常规沉降计算方法中，地基中应力状态的变化都是根据线弹性理论计算得到的。实际上地基土体不是线弹性体。另外，由上部结构物传递给地基的荷载分布情况受上部结构、基础和地基共同作用性状的影响。这些都将影响地基中附加应力的计算精度。在前述常规沉降计算方法中，土体变形模量的测量误差也将影响沉降计算精度。只有了解沉降计算中误差的主要影响因素，才能提高沉降计算精度。第52页/共53页感谢您的观看！第53页/共53页