第四章土的变形性质及地基沉降计算.doc

第四章土的变形性质及地基沉降计算.doc第四章土的变形性质及地基沉降计算地基土层在建筑物荷载作用下产生变形,本章介绍荷载作用下土的压缩性,地基最终沉降量计算,土的变形与时间的关系,应力历史对粘性土固结沉降量的影响。本章重点为土的压缩性指标的确定,及计算沉降的分层总和法和规范法。§4—1土的压缩性土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。土压缩:固体颗粒压缩孔隙水压缩非常小孔隙水和空气排出土的压缩可以看作是土中孔隙减小,土粒调整位置,重新排列,相互挤紧,孔隙中水和气体排出。在荷载作用下,透水性大的饱和无粘性土,其压缩过程在短时间内可以结束。相反,粘性土的透水性低,饱和粘性土中的水分只能缓慢排出,因此其压缩稳定所需要的时间要比砂土长得多。土的压缩随时间而增长的过程,称为土的固结。一、孔隙水压力和有效应力饱和土在受到荷载作用的瞬间,土中压力全部由孔隙中水来承担,这时产生于水中的压力称为超静水压力,或孔隙水压力在荷载作用一段时间后,孔隙水缓慢排出,水压力减小,土颗粒骨架开始承受压力,这时传递给土颗粒骨架上的应力称为有效应力。二、压缩试验及压缩性指标计算地基沉降时,必须取得土的压缩性指标,无论用室内试验或原位试验来测定它,应力求试验与土的天然状态及其在外荷载作用下的实际应力条件相适应,不允许土样产生侧向变形。所以用室内试验(完全侧限条件)虽未能符合土的实际工作情况,但有其实用价值。,属侧限压缩试验,相当于天然土层受到大面积均匀荷载的作用。。压缩性不同的土其e-p曲线是不一样的,曲线愈陡,说明土压缩性愈高,曲线上任一点的曲线斜率就表示相应于压力p作用下土的压缩性。a是一个变值,在土的一定范围内,当a大时,说明土压缩性大,为了便于比较,通常采用压力间隔由p1=100kp增加到p2=200kp时的压缩系数1-2来评定土的压缩性。当1-2<-1时,-1≤1-2<-1时,属中压缩性土1-2≥-1时,属高压缩性土土的压缩性高低,对建筑工程影响很大,在高压缩性土的地基上,必须注意其不均匀沉降。-p曲线,可以求算得另一个压缩性指标Es,它的定义是土在完全侧限条件下的竖向附加应力与相应的应变增量之比值。Es称为土的压缩模量,Es越小土的压缩性越高,为了便于应用,通常取压力变化范围由P1=100kp增加到P2=200kp时的压缩模量Es(1-2)作为评定指标。Es≤4MPa高压缩性土4~15Mpa中压缩性土>15Mpa低压缩性土§4—2地基的最终沉降量计算由于土具有压缩性,因此在建筑荷载作用下,地基发生变形,引起基础沉降。一、分层总和法1. 基本假定(1)地基土无侧向变形。(用Es的规定);(2)地基为均匀的、各向同性的、半无限大变形体(附加应力计算假定);(3)用基础中轴线附加应力;(4)总沉降为分层沉降之和。:受压层:指基础下面,需要计算的压缩变形的土层,它的下限对一般土,取地基附加应力为自重应力20%;二、规范方法《规范》所推荐的地基最终沉降计算方法是种简化了分层总和法,它采用了各天然土层单一的压缩性指标,并运用了平均附加应力系数以便简化计算。还规定了计算地基压缩层厚度标准以及提出了地基沉降计算的经验系数值。规