1、本章要求:第四章 土的變形性質及地基沉降計算1、了解土的壓縮特性。2、地基最終沉降量計算的基本方法。 本章要求:第四章 土的變形性質1、了解土的壓縮特性。2、地第三章土的變形性質及地基沉降計算變形 強度 穩(wěn)定荷載應力第三章土的變形性質及地基沉降計算變形 強度 沉降：平均沉降，控制絕對值，正常使用傾斜：高聳建筑物、高層建筑物沉降差：相鄰柱基礎框架與排架局部傾斜：承重的墻條形基礎不均勻沉降變形與沉降種類：第三章土的變形性質及地基沉降計算沉降：平均沉降，控制絕對值，正常使用不均勻沉降變形與沉降種類應力作用：附加應力土的壓縮性：壓縮指標變形與沉降原因：第三章土的變形性質及地基沉降計算應力作用：附加應力

2、變形與沉降原因：第三章土的變形性質及地第一節(jié) 土的壓縮性1、定義：地基土在外力作用下體積減少的特性。2、體積減少的原因：土中水和氣體的排出（主要原因）；土顆粒的壓縮；土中水和氣體的壓縮。3、壓縮變形的快慢土中水的滲透速度。第三章土的變形性質及地基沉降計算4、土體在外力作用下，壓縮隨時間增長的過程，稱為土的固結。一、基本概念第一節(jié) 土的壓縮性1、定義：地基土在外力作用下體積減少的二、壓縮試驗及壓縮性指標（一）壓縮試驗第三章土的變形性質及地基沉降計算4.14.2二、壓縮試驗及壓縮性指標第三章土的變形性質及地基沉降計算一、壓縮試驗及壓縮性指標（一）壓縮試驗側限壓縮試驗根據每級荷載 p(p600kPa

3、)下的穩(wěn)定變形量 ，可算出相應壓力下的孔隙比 。繪出pe曲線，即壓縮曲線。 假定土粒是不可壓縮的，壓縮試驗前后的土粒體積不變：第三章土的變形性質及地基沉降計算一、壓縮試驗及壓縮性指標第三章土的變形性質及地基沉降計算一、壓縮試驗及壓縮性指標（續(xù)）（二）壓縮系數(shù)a和壓縮指數(shù)Cc1、壓縮系數(shù)ape曲線上某點的切線斜率，通常用p 1-2的割線斜率來表示壓縮系數(shù)a 1-2 。實際工程中土的壓力變化范圍常為p 1=100kPa（對應土的自重應力），p 2=200kPa （對應土的自重應力與附加應力和）。第三章土的變形性質及地基沉降計算4.3一、壓縮試驗及壓縮性指標（續(xù)）實際工程中土的壓力變化范圍常為一、壓

4、縮試驗及壓縮性指標（續(xù)）（二）壓縮系數(shù)a和壓縮指數(shù)Cc1、壓縮系數(shù)a切線斜率表示割線斜率表示地基規(guī)范表示第三章土的變形性質及地基沉降計算4.4一、壓縮試驗及壓縮性指標（續(xù)）切線斜率表示割線斜率表示地基規(guī)土的類別a (MPa-1)高壓縮性土 0.5中壓縮性土0.1-0.5低壓縮性土0.1地基土按壓縮性分類第三章土的變形性質及地基沉降計算土的類別a (MPa-1)高壓縮性土 0.5中壓縮性土0一、壓縮試驗及壓縮性指標（續(xù)）（二）壓縮系數(shù)a和壓縮指數(shù)Cc2、壓縮指數(shù)Ccelog p曲線的后半段接近直線，直線的斜率稱為壓縮指數(shù)Cc。用于土層固結歷史對沉降的影響第三章土的變形性質及地基沉降計算4.5一、

5、壓縮試驗及壓縮性指標（續(xù)）elog p曲線的后半段用于一、壓縮試驗及壓縮性指標（續(xù)）（三）壓縮模量Es1、定義：Es指在完全側限條件下，土豎向附加應力與應變增量的比值。2、與彈性模量的區(qū)別：a土在壓縮時，不能側向變形，只能豎向變形；b有部分塑性變形。3、物理意義：表示土壓縮性高低的指標之一。第三章土的變形性質及地基沉降計算一、壓縮試驗及壓縮性指標（續(xù)）1、定義：Es指在完全側限條件一、壓縮試驗及壓縮性指標（續(xù)）（三）壓縮模量Es第三章土的變形性質及地基沉降計算4.7一、壓縮試驗及壓縮性指標（續(xù)）第三章土的變形性質及地基沉（側限）壓縮模量Es1+e11e1-ep第三章土的變形性質及地基沉降計算（

6、側限）壓縮模量Es1+e11e1-ep第三章土的變二、靜載荷試驗（加荷裝置、反力裝置及觀察裝置）第三章土的變形性質及地基沉降計算4.9二、靜載荷試驗第三章土的變形性質及地基沉降計算4.9pS整體破壞局部剪切破壞沖剪破壞二、靜載荷試驗（荷載沉降試驗曲線）第三章土的變形性質及地基沉降計算pS整體破壞局部剪切破壞沖剪破壞二、靜載荷試驗（荷載沉降試二、靜載荷試驗（ps曲線）整體破壞第三章土的變形性質及地基沉降計算4.10二、靜載荷試驗（ps曲線）整體破壞第三章土的變形性質及二、靜載荷試驗（續(xù)） 目的：在現(xiàn)場進行靜載荷試驗，測出壓力 p與沉降 s 的關系曲線，通過反算可求得土的變形模量 E0 和地基的承

7、載力 fk 。第三章土的變形性質及地基沉降計算二、靜載荷試驗（續(xù)）第三章土的變形性質及地基沉降計算第三章土的變形性質及地基沉降計算變形 強度 穩(wěn)定荷載應力第三章土的變形性質及地基沉降計算變形 強度 一、分層總和法 1、定義：將地基在變形計算深度范圍內劃分為若干薄層，計算每一薄層土的變形量，然后疊加，即得地基的最終沉降量。 2、計算變形量時的假定：a、計算土中應力時，地基土是均質、各向同性的半無限體；b、采用完全側限條件下的壓縮性指標計算；c、采用基底中心點下的附加應力計算。第二節(jié) 地基最終沉降量計算第三章土的變形性質及地基沉降計算一、分層總和法第二節(jié) 地基最終沉降量計算第三章土的變一、分層總和

8、法第三章土的變形性質及地基沉降計算4.16一、分層總和法第三章土的變形性質及地基沉降計算4.1一、分層總和法（續(xù)）最終沉降量為：第三章土的變形性質及地基沉降計算計算深度:一、分層總和法（續(xù)）第三章土的變形性質及地基沉降計算一、分層總和法（續(xù)）分層總和法計算步驟：p771、分層： 天然土層或水位變化分界處，hi1。2、正常固結狀態(tài)OCR=1。3、欠固結狀態(tài)OCR1。第三章土的變形性質及地基沉降計算第三節(jié) 應力歷史對地基沉降的影響應力歷史OCR(超固結比第四節(jié) 地基變形與時間的關系為什么要知道變形與時間的關系？ 1、對砂土地基，施工完畢時其變形已經基本完成；對高壓縮性的飽和粘性土，施工完畢時的變形

9、量僅為總變形量的5%20%。2、工程中常常需要求解任一時間完成的變形量。3、研究對象為飽和粘土。第三章土的變形性質及地基沉降計算第四節(jié) 地基變形與時間的關系為什么要知道變形與時間的關系一、土的滲透性(復習) 1、滲透：地基中的水，在有水頭差（或壓力差）時，在重力作用下將通過土的孔隙流動。 2、滲透速度：單位時間內流過土體單位截面積的水量。不是地下水的實際流速。mm/s。 3、達西定律： 第三章土的變形性質及地基沉降計算4、孔隙水壓力（超靜水壓力）：孔隙中水在附加應力作用下受到的相應壓力u。5、有效應力：在固結過程中，土顆粒骨架所受到的附加應力。一、土的滲透性(復習)第三章土的變形性質及地基沉降

10、計算二、飽和土的滲透固結當t=0，當t=，第三章土的變形性質及地基沉降計算4.26當0t ，二、飽和土的滲透固結當t=0，當t=，第三章土的變形性二、飽和土的滲透固結1、滲透固結（固結）：飽和土體在附加應力作用下，排出孔隙中水并產生壓縮變形的過程。 即孔隙水壓力逐漸消散而有效應力相應增長的過程。第三章土的變形性質及地基沉降計算二、飽和土的滲透固結第三章土的變形性質及地基沉降計算三、單向固結理論（也稱太沙基一維固結理論）第三章土的變形性質及地基沉降計算4.27三、單向固結理論（也稱太沙基一維固結理論）第三章土的變形三、單向固結理論（也稱太沙基一維固結理論）1、假定：土是均質、各向同性和完全飽和的

11、；土粒和孔隙水是不可壓縮的；土的壓縮和孔隙水的滲透只沿豎向發(fā)生；土中水的運動服從達西定律；土在固結過程中的滲透系數(shù)和壓縮系數(shù)不變；荷載是一次性驟然施加的(荷載面積遠大于壓縮土層的厚度)。第三章土的變形性質及地基沉降計算三、單向固結理論（也稱太沙基一維固結理論）1、假定：第三三、單向固結理論（也稱太沙基一維固結理論）土的豎向固結系：時間因數(shù)：固結度：某一時間t，地基的固結沉降量為：第三章土的變形性質及地基沉降計算三、單向固結理論（也稱太沙基一維固結理論）土的豎向固結系：時三、單向固結理論（也稱太沙基一維固結理論）第三章土的變形性質及地基沉降計算4.28三、單向固結理論（也稱太沙基一維固結理論）第三章土的變形第四節(jié) 建筑物的地基變形容許值沉降量：指基礎中心點的沉降量；沉降差：指相鄰單獨基礎沉降量之差值；傾 斜：高聳建筑物、高層建筑物；局部傾斜：承重的墻下條形基礎610