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1、土力学 Soil Mechanics,冯晓腊 教授 崔德山 副教授,第五章 地基变形计算,首先看几个地基变形实例,事故1：2009年06月27日6时左右，上海莲花南路罗阳路莲花河畔小区在建的13层住宅楼全部倒塌。,事故2：2008年11月15日15点左右，杭州萧山区风情大道地铁施工工地发生大面积地面塌陷事故。,事故3：比萨斜塔始建于1173年，设计为垂直建造，但是在工程开始后不久，便由于地基不均匀和土层松软而倾斜，1372年完工，塔身倾斜向东南5米多。,事故4：墨西哥某宫殿。沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。地基：20多米厚的软粘土。,Kiss,事故5：由于沉降相互影响，两栋相邻的建
2、筑物上部接触,事故6：基坑开挖，引起阳台裂缝,事故7：建筑物过长：长高比7.6:1,2013-10-08，武汉地铁站地基下沉，现10厘米,第一节 概述,1、讨论在外加荷载作用下，建筑物产生的最大沉降量和沉降差。,土具有压缩性,荷载作用,地基发生沉降,荷载大小、附加应力,土的压缩特性、欠固结,地基土厚度、结构,一致沉降 （沉降量）,差异沉降 （沉降差）,2、地基的最终沉降量：在外加荷载作用下地基土层被压缩达到稳定时基础底面的沉降量（0.005mm/h）,利用颗粒流软件进行地面沉降数值模拟：,初始,最终沉降,变形,3、地基变形计算：土体内的应力分布，土的应力应变关系，变形参数的选取等。工程中进行简
3、化，用经验系数修正计算沉降量。,第二节 土的压缩性,1、土的压缩性：土体在压力的作用下，体积变小的性能。,2、土的压缩变形的本质 空隙中的水和气体被排出，土粒相互靠拢，土的孔隙体积减小。变形过程与水、气排出的速度有关。,说明：土的压缩被认为只是由于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,室内（侧限）压缩试验过程演示,3、土的压缩试验与压缩定律 图示有侧限条件下的压缩过程、无侧限条件下的压缩过程, 压缩曲线（绘制ep曲线示意图）,研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律,Vve0
4、,Vs1,Vve,Vs1,土样在压缩前后变形量为s，整个过程中土粒体积和底面积不变,土粒高度在受压前后不变,整理,其中,根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-p曲线，为压缩曲线, 压缩定律 a1-20.1 Mpa-1 低压缩性土 0.1a1-20.5 Mpa-1 中等压缩性土 a1-20.5 Mpa-1 高压缩性土,e0,p,e,e-p曲线,曲线A压缩性曲线B压缩性, 压缩指数，Cc Cc无量纲，一般在0.11.0之间变化, 侧限压缩模量、体积压缩系数 是指土在侧限条件下受压时压应力与相应的应变之间的比值,4、土的变形模量（E）：是指土在无侧限压缩条件下，压应力与相应的压缩应变的比
5、值。与压缩模量Es的关系为：,土的K0 ，参考值一览表；一般情况下EEs，实践中可能出现大于情况。,土的前期固结压力与天然土层的固结状态 前期固结压力（ p）：土层在地质历史过程中受到过的最大压力（包括自重和外载） 一是说明现时固结状态 目的： 二是预测将来地面沉降,5、先期固结压力,天然土层常见的三种固结状态 正常固结土 p= sz 超固结土 p sz （河流剥蚀，冰川融化等） 欠固结土 p sz （淤泥、冲填土）,原地面,=1 正常固结 超固结比 OCR = 1 超固结 1 欠固结 说明OCR或固结状态与土的压缩性的关系及机理,6、前期固结压力的确定 用图示方法说明其求解过程即可,7、现场压缩曲线的推求 室内土样受卸载和扰动影响，室内和现场曲线是有差异的。,载荷试验,旁压试验,8、三轴压缩试验,等向固结 偏差应力,三轴压缩排水试验,1：密砂；2：松砂。,