东南大学《土力学》8-1土的变形.ppt

地基变形地地 基基 变变 形形 地基变形土的压缩变形问题土的压缩变形问题土的压缩性与地基变形土的压缩性与地基变形试验方法试验方法压缩性指标压缩性指标沉降的大小沉降的大小沉降的过程沉降的过程F土的压缩性测试方法土的压缩性测试方法F一维压缩性及其指标一维压缩性及其指标F地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算F饱和土体的固结理论饱和土体的固结理论 地基变形F压缩性压缩性测试测试F最终沉最终沉降量降量F沉降沉降速率速率§5 土的压缩性土的压缩性•一维压缩：基本方法一维压缩：基本方法• 复杂条件：修正复杂条件：修正• 一维固结一维固结• 三维固结三维固结•室内：固结室内：固结 三轴压缩三轴压缩•室外：荷载试验室外：荷载试验 旁压试验旁压试验§6 地基变形地基变形概概 述述主线、重点：主线、重点：一维问题！一维问题！ 地基变形§6.1 §6.1 概述概述 §6.2 §6.2 地基变形的弹性力学公式地基变形的弹性力学公式§6.3 §6.3 地基最终沉降量地基最终沉降量§6.4 §6.4 路基的沉降与位移路基的沉降与位移§6.5 §6.5 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系第第6 6章：地基变形章：地基变形 地基变形PP or ps or s/BB6.2 6.2 地基变形的弹性力学公式地基变形的弹性力学公式载荷试验载荷试验 地基变形室内载荷试验室内载荷试验6.2 6.2 地基变形的弹性力学公式地基变形的弹性力学公式 地基变形6.2 6.2 地基变形的弹性力学公式地基变形的弹性力学公式 地基变形Bergado6.2 6.2 地基变形的弹性力学公式地基变形的弹性力学公式 地基变形现场载荷试验现场载荷试验6.2 6.2 地基变形的弹性力学公式地基变形的弹性力学公式 地基变形PSPult6.2 6.2 地基变形的弹性力学公式地基变形的弹性力学公式 地基变形Ip = 0.785 圆形形刚性基性基础 刚性基性基础沉降量沉降量: Ip = 0.886 矩形矩形刚性基性基础 6.2 6.2 地基变形的弹性力学公式地基变形的弹性力学公式 地基变形荷载－沉降曲线pSpult6.2 6.2 地基变形的弹性力学公式地基变形的弹性力学公式 地基变形非均质地基 Murthy (2002)6.2 6.2 地基变形的弹性力学公式地基变形的弹性力学公式 地基变形§6.1 §6.1 概述概述 §6.2 §6.2 地基变形的弹性力学公式地基变形的弹性力学公式§6.3 §6.3 地基最终沉降量地基最终沉降量§6.4 §6.4 路基的沉降与位移路基的沉降与位移§6.5 §6.5 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系第第6 6章：地基变形章：地基变形 地基变形tSn粘性土地基的沉降量粘性土地基的沉降量S：：F初始瞬时沉降初始瞬时沉降 Sd ：：在不排在不排水条件下，由剪应变引起水条件下，由剪应变引起侧向变形导致侧向变形导致F主固结沉降主固结沉降 Sc ：：由超静孔由超静孔压消散导致的沉降，通常压消散导致的沉降，通常是地基变形的主要部分是地基变形的主要部分F次固结沉降次固结沉降 Ss ：：由于土骨由于土骨架的蠕变特性引起的变形架的蠕变特性引起的变形粘性地基的沉降类型粘性地基的沉降类型S Sd d ：初始瞬时沉降：初始瞬时沉降Ss: 次固结沉降次固结沉降S Sc c：主固结沉降：主固结沉降总变形：总变形：6.3 6.3 地基最终沉降量地基最终沉降量 地基变形地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算n 最终沉降量最终沉降量S∞：：t t∞∞时地基最终沉降稳定以后的时地基最终沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑沉降过程。

最大沉降量，不考虑沉降过程不可压缩层不可压缩层可压缩层可压缩层σz=pp以一维侧限应力状态土的压缩特性为以一维侧限应力状态土的压缩特性为基础的基础的分层总和法分层总和法n 计算方法计算方法：：6.3 6.3 地基最终沉降量地基最终沉降量 地基变形地基的最终沉降量计算地基的最终沉降量计算F单一土层一维压缩问题单一土层一维压缩问题F地基最终沉降量分层总和法地基最终沉降量分层总和法F地基沉降计算的若干问题地基沉降计算的若干问题6.3 6.3 地基最终沉降量地基最终沉降量 地基变形HH/2H/2 ,e,e1 1单一土层一维压缩问题单一土层一维压缩问题n 计算简图计算简图pσz=p压缩前压缩前压缩后压缩后（（a a））e-pe-p曲线曲线（（b b））e-lgpe-lgp曲线曲线6.3 6.3 地基最终沉降量地基最终沉降量 地基变形n 计算公式：计算公式：e-pe-p曲线曲线单一土层一维压缩问题单一土层一维压缩问题e ee e1 1e e2 2p p1 1p p2 2p pp自重应自重应力状态力状态附加应附加应力状态力状态6.3 6.3 地基最终沉降量地基最终沉降量 地基变形优点优点: :F可使用推定的原位压缩和再压缩可使用推定的原位压缩和再压缩曲线曲线F可考虑土层的应力历史，区分正可考虑土层的应力历史，区分正常固结土和超固结土分别进行常固结土和超固结土分别进行计算计算n 计算公式：计算公式：e-lgpe-lgp曲线曲线单一土层一维压缩问题单一土层一维压缩问题6.3 6.3 地基最终沉降量地基最终沉降量 地基变形n 计算公式：计算公式：e-lgpe-lgp曲线曲线- -正常固结土正常固结土单一土层一维压缩问题单一土层一维压缩问题F可使用推定的原位可使用推定的原位压缩曲线的压缩曲线的Cc值进值进行计算：行计算：p(lg)推定的原位推定的原位压缩曲线压缩曲线实验室试验结果实验室试验结果Cc6.3 6.3 地基最终沉降量地基最终沉降量 地基变形n 计算公式：计算公式：e-lgpe-lgp曲线曲线- -超固结土超固结土单一土层一维压缩问题单一土层一维压缩问题F可使用推定的原位压缩和再压可使用推定的原位压缩和再压缩曲线的缩曲线的Cc和和Ce值进行计算：值进行计算：pcp(lg)推定的原位推定的原位压缩曲线压缩曲线推定的原位推定的原位再压缩曲线再压缩曲线CcCe• 当当p2>pc• 当当p2 >p pc c• 当当p p2i2i<

1Ψs>1 •硬粘土（应力扩散）硬粘土（应力扩散）S S偏大偏大, , Ψs<1Ψs<1 s经验修正系数经验修正系数¡基底压力线性分布基底压力线性分布¡弹性附加应力计算弹性附加应力计算¡单向压缩单向压缩¡只计主固结沉降只计主固结沉降¡原状土现场取样的扰动原状土现场取样的扰动¡参数为常数参数为常数¡按中点下附加应力计算按中点下附加应力计算6.3 6.3 地基最终沉降量地基最终沉降量 地基变形地基最终沉降量分层总和法地基最终沉降量分层总和法n 结果修正结果修正地基最终沉降量分层总和法地基最终沉降量分层总和法经验修正系数经验修正系数 s s=1.4-0.2, =1.4-0.2, F与土质软硬有关与土质软硬有关F与基底附加应力与基底附加应力p p0 0/f/fk k的大小有关的大小有关20.015.07.04.02.50.20.40.71.01.1p0  0.75 fk0.20.41.01.31.4 p0 fk基底基底附加应力附加应力表表4-6 沉降计算经验系数沉降计算经验系数 sfk：地基承载力标准值：地基承载力标准值6.3 6.3 地基最终沉降量地基最终沉降量 地基变形地基最终沉降量分层总和法地基最终沉降量分层总和法结构工程是这样一门艺术：结构工程是这样一门艺术：使用材料，这些材料只能近似估算使用材料，这些材料只能近似估算建立真实的结构，这些真实的结构只能近似的分析建立真实的结构，这些真实的结构只能近似的分析来承受外力，这些外力不能准确得知来承受外力，这些外力不能准确得知以满足我们对公众安全职责的要求。

以满足我们对公众安全职责的要求 - - 改编自一位不知名作者改编自一位不知名作者无论天然土层结构怎样复杂，也无论我们的知识与土的实际条无论天然土层结构怎样复杂，也无论我们的知识与土的实际条件有多么大的差距，我们必须利用处理问题的艺术（件有多么大的差距，我们必须利用处理问题的艺术（art），在合理），在合理造价的前提下，为土工结构和地基基础问题寻求满意的答案造价的前提下，为土工结构和地基基础问题寻求满意的答案 - 太沙基太沙基36 地基变形① ① 准备资料准备资料② ② 应力分布应力分布③ ③ 沉降计算沉降计算•建筑基础（形状、大小、重量、埋深）建筑基础（形状、大小、重量、埋深）•地基各土层的压缩曲线地基各土层的压缩曲线  原状土压缩曲线原状土压缩曲线•计算断面和计算点计算断面和计算点•确定计算深度确定计算深度•确定分层界面确定分层界面•计算各土层的计算各土层的 cici，， zizi•计算各层沉降量计算各层沉降量•地基总沉降量地基总沉降量•自重应力自重应力•基底压力基底压力基底附加应力基底附加应力•附加应力附加应力④ ④ 结果修正结果修正分层总和法分层总和法要点小结要点小结6.3 6.3 地基最终沉降量地基最终沉降量 地基变形C 可计算成层地基可计算成层地基C 可计算不同形状基础可计算不同形状基础 - - 条性、矩形和园形等条性、矩形和园形等C 可计算不同基底压力分布可计算不同基底压力分布 - - 均匀、三角和梯形分布均匀、三角和梯形分布C 参数的试验测定方法简单参数的试验测定方法简单C 已经积累了几十年应用的经验，适当修正。

已经积累了几十年应用的经验，适当修正F 基本假定：基本假定：F 优优 点：点：（（a a）基底压力为线性分布）基底压力为线性分布 （（b b）附加应力用弹性理论计算）附加应力用弹性理论计算（（c c）只发生单向沉降：侧限应力状态）只发生单向沉降：侧限应力状态（（d d）只计算固结沉降，不计瞬时沉降和次固结沉降）只计算固结沉降，不计瞬时沉降和次固结沉降单向分层总和法的评价单向分层总和法的评价6.3 6.3 地基最终沉降量地基最终沉降量 地基变形F 计算精度：计算精度：单向分层总和法的评价单向分层总和法的评价① ① 欧美欧美 ② ② 可判定原状土压缩曲线可判定原状土压缩曲线 ③ ③ 区分不同固结状态区分不同固结状态 ④ ④ 计算结果偏大计算结果偏大ü相差比较大相差比较大 ü修正靠经验修正靠经验F e-p曲线与曲线与e-lgp曲线的对比：曲线的对比：均需修正均需修正 ① ① 原苏联原苏联 ② ② 无法确定现场土压缩曲线无法确定现场土压缩曲线 ③ ③ 不区分不同固结状态不区分不同固结状态 ④ ④ 计算结果偏小计算结果偏小 e-p e-lgp6.3 6.3 地基最终沉降量地基最终沉降量 地基变形§6.1 §6.1 概述概述 §6.2 §6.2 地基变形的弹性力学公式地基变形的弹性力学公式§6.3 §6.3 地基最终沉降量地基最终沉降量§6.4 §6.4 路基的沉降与位移路基的沉降与位移§6.5 §6.5 地基变形与时间的关系地基变形与时间的关系第第6 6章：地基变形章：地基变形 地基变形路基的沉降与位移路基的沉降与位移自学。