教学课件PPT土的压缩性和地基沉降计算.ppt
《教学课件PPT土的压缩性和地基沉降计算.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《教学课件PPT土的压缩性和地基沉降计算.ppt(64页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第四章 土的压缩性和地基沉降计算,4.1 土的压缩性 4.2 地基最终沉降量计算 4.3 饱和土沉降与时间的关系,4.1 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。,压缩量的组成 固体颗粒的压缩 土中水的压缩 空气的排出 水的排出,占总压缩量的1/400不到,忽略不计,压缩量主要组成部分,所以, 土的压缩是孔隙体积减小的结果。,透水性好,水易于排出,压缩稳定很快完成,透水性差,水不易排出,压缩稳定需要很长一段时间,土的固结:土体在压力作用下,压缩量随时间增长的过程。,一、压缩试验,研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法,亦称固结试验,三联固结仪,注意:土样在竖直压力作用下,由于
2、环刀和刚性护环的限制,只产生竖向压缩,不产生侧向变形 排水也只在竖直方向。,1.压缩仪示意图,压缩试验示意图,2.压缩曲线,Vve0,Vs1,Vve1,Vs1,土样在压缩前后变形量为s1,整个过程中土粒体积和底面积不变,根据各级荷载pi作用下,达到稳定的孔隙比ei,绘制e-p曲线,为压缩曲线。,底面积F,同理可得第i级荷载下,p1,压缩曲线,卸荷和再加荷试验所得的回弹曲线和再压曲线,二、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,1.压缩系数a 2. 压缩指数Cc 3.压缩模量Es 4
3、.变形模量E0,需要用现场载荷试验测定。,1.压缩系数a,土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值。,p1,p2,e1,e2,M1,M2,e0,e-p曲线,p,e,在压缩曲线中,实际采用割线斜率的绝对值勤表示土的压缩性大小。,建筑、桥涵等地基规范用p1100kPa、 p2200kPa对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性,a1-20.1MPa-1低压缩性土 0.1MPa-1a1-20.5MPa-1中压缩性土 a1-20.5MPa-1高压缩性土,2.压缩指数Cc,3.压缩模量Es,土体在侧限条件下竖向压应力与竖向应变的比值,或称为侧限模量。,说明:土的压缩模量Es与土的压缩系数a成反比,
4、 Es愈大, a愈小,土的压缩性愈低。,4.变形模量E0,土体在无侧限条件下竖向压应力与竖向应变的比值。,(1)变形模量与压缩模量之间关系,其中,土的泊松比,一般0.20.45之间,(2)变形模量的现场测定,载荷试验: 通过承载板,对地基土分级施加压力p,测量对应的地基沉降量s,5. 弹性模量E,(线弹性材料)无侧限单轴压缩条件下的竖向应力与竖向应变之比。(这与材料力学中的没有区别,但土体不能受拉),实测数据表明,高楼在风荷等瞬时荷载作用下地基的变形,饱和土地基的瞬时变形用弹性模量计算与实测值接近。,E一般采用三轴仪重复压缩试验测得的初始切线模量Ei或多次加荷的回弹模量Er。,4.2 地基最终
5、沉降量计算,一、分层总和法,地基最终沉降量-地基变形稳定后的沉降量,1.基本假定 计算土中应力时,假定地基是均质、各向同性的半无限线弹性体; 地基的仅发生竖直向的变形,侧向变形忽略不计。,2.单一压缩土层的沉降计算 在一定厚度的均质土层上施加无限均布荷载,土层产生竖向压缩,没有侧向变形。,可压缩土层,土层竖向应力由p1增加到p2,引起孔隙比从e1减小到e2,竖向应力增量为p,由于,所以,3.单向压缩分层总和法 计算各分层的压缩量,它们的和即为沉降量.,ei第i层土的压缩应变,4.单向压缩分层总和法计算步骤,e1i由第i层的自重应力平均值在土的压缩曲线上查得的相应孔隙比; e2i由第i层的自重应
6、力平均值与附加应力平均值之和在土的压缩曲线上查得的相应孔隙比。,i-土的压缩应变,1.绘制计算点下地基中自重应力和附加应力分布曲线 2.确定地基沉降计算深度 3.确定沉降计算深度范围内的分层界面 4.计算各分层压缩量 5.计算地基最终沉降量,绘制计算点下地基中自重应力和附加应力分布曲线,确定基础沉降计算深度,一般取附加应力与自重应力的比值为20处,即z=0.2c处的深度作为沉降计算深度的下限,确定地基分层,1.不同土层的分界面与地下水位面为天然层面 2.每层厚度hi 0.4b,计算各分层的压缩量,根据自重应力、附加应力曲线、e-p压缩曲线计算任一分层压缩量,对于软土,应该取z=0.1c处,若沉
7、降深度范围内存在基岩时,计算至基岩表面为止,计算基础最终沉降量,0.2c,5、地基沉降计算的讨论,1.分层总和法的假定与实际不完全相符: 假定地基无侧向变形和用折线代替曲线分布的附加应力等使计算与实测不符: 软弱地基计算结果偏小;较坚硬地基计算结果则偏大。,2.应考虑应力历史的影响。(后面将讲到这个问题),3.当建筑物基础埋置较深时,应考虑开挖基坑时地基土的回弹,建筑物施工时又产生地基土再压缩的情况。,4.如有相邻荷载,则在应力计算中应考虑相邻荷载的作用。,二、规范法,建筑地基基础设计规范(GB500072002)采用此法 分层总和法的另一种形式 沿用分层总和法的假设,并引入平均附加应力系数和
8、地基沉降计算经验系数,均质地基土,在侧限条件下,假定压缩模量Es不随深度而变,从基底至深度z的压缩量为,附加应力面积,深度z范围内的附加应力分布图的面积,附加应力通式z= p0,引入平均附加应力系数,因此附加应力面积可表示为,所以,根据分层总和法基本原理可得成层地基最终沉降量的基本公式,第n层,第i层,Ai,Ai-1,地基沉降计算深度zn应该满足的条件,zi、zi-1基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离(m),当无相邻荷载影响,基础宽度在130m范围内,基础中点的地基沉降计算深度可以按简化公式计算,按上述公式计算的地基沉降量值与实测值有差别,引入沉降计算经验系数ys(与土质和土层的模量等
9、因素有关, 可从规范中的相关表中查得).,地基最终沉降量修正公式,z的规定值,三、弹性理论法,假定地基为均匀、各向同性半无限大线弹性体。,1.集中荷载,采用Boussinesq解计算任意点M(x,y,z)的应变,则,点A(x,y,o)的沉降为,2. 圆形或矩形均布柔性荷载p,四、例题分析,【例】某厂房柱下单独方形基础,已知基础底面积尺寸为4m4m,埋深d1.0m,地基为粉质黏土,地下水位距天然地面3.4m。上部荷重传至基础顶面F1440kN,土的天然重度16.0kN/m,饱和重度 sat17.2kN/m,基础及回填土平均重度G =20kN/m。有关计算资料如下图。试分别用分层总和法和规范法计算
10、基础最终沉降(已知fk=94kPa),【解答】,A.分层总和法计算,1.计算分层厚度,每层厚度hi 0.4b=1.6m,地下水位以上分两层,各1.2m,地下水位以下按1.6m分层,2.计算地基土的自重应力,自重应力从天然地面起算,z的取值从基底面起算,3.计算基底压力,4.计算基底附加压力,自重应力曲线,附加应力曲线,5.计算基础中点下地基中附加应力,用角点法计算,过基底中点将荷载面四等分,计算边长l=b=2m, z=4ap0,a由表查得,6.确定沉降计算深度zn,根据z = 0.2c的确定原则,由计算结果,取zn=7.2m,7.最终沉降计算,根据e-曲线,计算各层的压缩量,按分层总和法求得基
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 教学 课件 PPT 压缩性 地基 沉降 计算
链接地址:https://www.31doc.com/p-3528749.html