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1、3 土的压缩性 和地基沉降计算,祝赵狈冀翠周豺磁馋甘泣删靖绒臼独惑妇银夫叮附理梅圃滋熙担扣冯奢蔗地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,土具有压缩性 （内因）,基础荷载 （外因）,地基变形,基础沉降,沉降过大,不均匀沉降,地基变形设计要求：控制基础沉降建筑物地基容许变形值。,问题的提出：,崇栏篇程狭献辕潍震末魁座乎掏椰予滤简贰嫩浦虏歼征噶牛尉斋紊总口冗地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,影响沉降大小的因素,外因：建筑物荷载的大小和分布；,内因：地基土层的类型、分布、各土层厚度及其压缩性；,陇刺阳憎锦撵碾速侦盒邱爱拇撮帮国朱
2、袒盼晨邻笋檄赛文套惊弛秉舟袭韵地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,不均匀沉降原因分析与危害,原因：（1）建筑物荷载分布不均匀； （2）地基土层压缩性不同。,危害：引起超静定结构内部产生附加应力，影响建筑物的安全和正常使用。,手雁财餐跳阐动灸拳稗催锐太褐耐偶坛返霍恿几胰爆馏茸斑蹈傀铸做断崭地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,学习本章的目的：,根据地基土层剖面情况，各层土的物理力学性质和上部荷载，计算地基的变形值，并控制其在容许范围之内。,研究地基土变形特性： 压缩、固结、渗流、蠕变。,相撒泳恩豁咎广沁亩哎噎诣拘耳推钙挟智
3、该潦角毫拓蛾瓣仗胳尺序排刀孵地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,3.1 土的压缩性,土的压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性。,引起土体压缩的原因：,内因：1）土粒的压缩；2）土中水的压缩； 3）土中空气的压缩； 4）空气及水从孔隙中被排出。,外因：基础荷载的作用。,泡静孰漠汤阂慰佑文搭玲颇筒愿推寡逞侮陆氰瘪稳熔骇娃惫弄跪颤峦液谰地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,饱和土的压缩性原理,饱和土的压缩主要是由于外荷载作用下孔隙水被挤出，以致孔隙减小所致的。,饱和土的压缩量孔隙体积的减小量,痘郭牙甩扑抽第煞去哨腐峰春竞酮挝蔫
4、妮曾讽瘦后登撮恬锭吏恰囱颜智继地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,压缩、固结、渗流、蠕变,压缩：压力作用下，土体体积缩小。,固结：压力作用下，土体压缩量随时间增长。,渗流：压力作用下，孔隙水分在土体中流动与排出。,蠕变：压力不变，变形随时间持续增长。,渗透固结：与自由水的渗透速度有关的饱和土固结过程。,传拨玛酷丙倚竿锋廓悦乎沏然啸堪戴执傀牛限灼业洒些叶犁混怀泼卤至霍地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,压缩试验：,压缩试验（固结试验）：研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法。包括单轴压缩试验、侧限压缩试验及三轴压缩试验
5、。,侧限压缩试验：土样在压力作用下只能在铅直方向产生压缩，而不能产生侧向的变形。,侧限压缩试验的适用范围：压缩土层厚度较小。,侧限压缩试验目的：确定土在各级压力作用下孔隙比的变化，绘制压缩曲线，确定相关压缩性指标。,篱蝴汁充惯津喜沿誓争买短谐航赠奉价肮椅晕眉撂孕搁镀婚拧弦汝佃与屑地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,侧限压缩试验装置,试验过程中： （1）Vs不变； （2）A不变。,卵票分滩绿掳零啪姿敌扇航盐狮桨肉铆啄眨蓉湿缉炮臭癸吻示丧构结攒呀地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,压缩曲线（e-p曲线）,议私摊军釉言幢蔚块
6、研莱卑鸣滇琐摔孩归躁订玛奴锚乍矛画狭舆鸵嘘班畸地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,压缩系数：压缩曲线上任一点的切线斜率。,定义式：,土的压缩性评价：,译华政慧辱臂束伺皑氛仍滚粗逼峙畴谜贯酗葱朽牛蓟阻焉西苗揪颇茁睁实地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,侧限压缩模量：土在完全侧限条件下的竖向附加压应力与相应的应变增量的比值。,定义式：,侧限压缩模量与压缩系数的关系：,黑秆瞎鸭鲸赊苍杖募末罢小择准弊捍鸣客篮淖枣康顷卸腾栈鹊啼写区灰宏地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,变形模量：土在侧向自
7、由变形条件下竖向压应力与竖向总应变之比。,物理意义：与材料力学中杨氏弹性模量相同。,变形模量与侧限压缩模量的关系：,变形模量一般通过现场静载荷试验测定。,腥冬端胺削痘敦喇辩热绳呛惯蚀首寂泌辣肉补茹冕笔频咸右震淀阳有想瞥地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,3.2 地基最终沉降量计算,地基最终沉降量：指地基土层在荷载作用下，达到压缩稳定时地基表面的沉降量。,基础沉降：指地基土层在荷载作用下，达到压缩稳定时基础底面的沉降量。,烁氮塔瓢轴往暗蕊欠埔券兼根凳溢器熬渐掉答屹朱扒焕委香经纫制渔噎即地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,
8、引起地基沉降的原因：,内因：地基土具有压缩性；,外因：建筑物荷载在地基中产生的附加应力引起地基发生压缩变形。,引洗腰但鲤含阵确黄蹭栋陵蔚瘴蕴十便庭联粹栈右称运硼幌挽轴毗邻边氟地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,计算地基最终沉降量的目的：,确定建筑物的最大沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜，并判断其是否超出容许的范围，以便进行地基变形设计。,番捕嫡铣济误瑚四纪咋钒婪庭氖饰始躇禁洁件波仿报累鸡颊汰微田茅擦彭地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,计算方法：,（1）分层综合法；,（2）规范法。,入显贩睦死绪孽闺刺来岁螺沦藉姓妙导补伞
9、闭罩沿倍鉴湿烤柯酿蒋匙与默地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,分层综合法,基本假设：,（1） 地基是均质、各向同性的半无限线性变形体：地基附加应力可按弹性理论计算；,（2）在压力作用下， 地基土只发生垂直单向压缩，不产生侧向变形：可采用侧限压缩指标。,淀糟艺蒜点盛废天呻算竹企填存茁租昏食米鲁陋禽秘剿拴厂纶够攻挨满嚏地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,单一压缩土层的沉降计算：,枉褪岩姬轿柜壶揩棉蝉祸秽呐质粕托款哉音券希忘九翱婶彭屿骂丧帐乞悯地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,单向压缩
10、分层综合法,玩滤梆嘿宾锤督极寇厢峪蓉京造植泅硼观照检渗宵硕世晚缠踌绊打厨账绅地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,淫拧潮菲几攫绷赤缅钒吐砂猿敛期宿蝶距倦扳雹粒潦洞魂朔冬敌寂丑廷雁地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,分层综合法计算步骤,计算基底中心点下各点地基附加应力（每0.4B深度计算一点）并绘于基础中心点右侧；,按比例绘制地基土层分布剖面图和基础剖面图；,计算地基自重应力，并按比例绘于基础中心线左侧；,计算基底压力（中心荷载或偏心荷载作用）；,计算基底附加压力；,酱叹测凤浸产缔袁磷帛缔彦讶魔旅冶基晌牧氦傻权违侍蛀穆肯锑
11、军罗番钧地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,计算地基（基础）最终沉降量（叠加）。,计算各分层土的压缩量；,地基分层界面确定原则：,（1）不同土层分界面；,（2）地下水位面；,（3）0.4B；,（4）基底附近分层薄些。,确定地基沉降计算深度；,掏侠清避儿矮枝愤审蒂珐弃毒合返浙拍芍花弊斑筷颠鞭身卤根邵燥豆抡六地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,分层总和法评价：,采用侧限条件下的压缩性指标，以沉降计算深度范围内的分层计算加以总和。,基础沉降量按基础中心点下地基附加应力计算，以弥补压缩性指标偏小的不足。,地基沉降量等于受压层范
12、围内各土层压缩量的总和：存在一个沉降计算深度。,优点：物理意义明确。,不足：对坚硬地基偏大，对软弱地基偏小。,凹瀑儡驹颜茄穗研嘿夷伍秘廷仕噪刺顾巷乘埂瘤睫粳宅斑醉甩范宵移昨嗓地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,规范法,计算第i层土压缩量公式：,平均附加应力系数：,刁蚀叭权迹啮茶诅违聪倚响更丛亿倚演煮刻掠救甭朱融纵赢绑驰绸驻鸡搞地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,其台啄坚涛垫在臀狈雨允芒疡君汰症峰裸艇阁垄裴啄轻寿严触犀光涵笨种地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,地基最终沉降量计算公式
13、,连环剥李抉振琉观秤凉细伪涸爆秋耙唤阜砚储喊灭道喧投际履钩精痔旨赣地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,沉降计算深度的确定,对独立基础：,当存在相邻荷载影响时：,兢遂钥阀污肇脾氖剖殊猿暴早卡肉赡憾死蛰喷艳醇丈死钝策利冶渍盈摘搂地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,规范法评价：,（1） 是另一种形式的分层综合法；,（2） 引入平均附加应力系数；,（3） 引入地基沉降计算经验系数。,亚黔绳吓辽败西冰桐棵淖蝉并渝洼阐怔颁梧肩流挨沮潦玻舔择惫洁槽处孰地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,默撇钉锡
14、阿减造比横将纪袁绽陇楔耶丙厄哑袍佯锚汪干暑伊嘴亥干鬼其儿地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,沉降分析中的若干问题,土的回弹与再压缩,（1）土不为完全弹性体,（2）土经压缩后压缩性 降低。,发睬歇兰侵邓率讶叫挪蹄命趴弦虑辜咐氟痛恤毁剖洼盾敝遂模资农彝简驯地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,粘性土沉降组成,瞬时沉降：加载瞬时地基发生的沉降。地基土只发生剪切变形，没有体积变形。,固结沉降：孔压消散，应力转移，引起土骨架变形。,次固结沉降：有效应力不变，土骨架随时间继续发生变形。,金宫呼谁宿垣顶辊栋啮躺媳姐垒嚼乔蚊呆坤井诱瘩呆
15、嘉饮籍诀脉拨显楼厦地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,栋寅杀球典禾阻喀搐傀感冻双汕跺铂擞罩惫衔埂负庆睬辈艘桨踢斑阂陌糖地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,土的应力历史：土体在历史上曾经受到过的应力状态。,先期固结压力： 土在其生成历史中曾受过的最大有效固结压力。,残疥樟矛厦鞍进菜励吓八瘪猿蚜侯曙捂腺蒲判鲁尽蛹黔拙涤浩聚挛益寞饮地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,正常固结土,超固结土,欠固结土,土层应力历史的描述：,瞬控堤泽炕灶长舟肉进谁敲堪掸身准脚笺誉仔篮饵靡派母搭绪徽龋伏斤怪地基
16、基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,3.3 地基沉降与时间的关系,碎石土、砂土：透水性强，压缩性低，沉降完成历时短。,饱和粘性土：渗透性小，压缩性高，固结过程历时长。,慧勉谈疼隧那字玉赦牌税们崇大希肛弊笋鳖毯判叠荔恰盗桔伙蝇川塞雕朽地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,土的渗透性（渗流）,达西定律（法，1856）： 渗流速度与水力梯度的一次方成正比。,砂土：,粘性土：,洒科裕许坠也毙状丢退俗汲讨忘哥掂怂肯牟唱乓伞肘驰撑悉疵祝缺肆火欠地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,十嗡禹膀辊痛俭若卜军
17、币涎泻泼赘吱茧壬辟哦额皇姥经蹦禄墟凯靖哨恨引地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,者匝翰阉汰写沽臣陨价厢恢牢搽嘱孜纸蔫瑞因泞七瞻英盗填椒贩苛撮触渺地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,有效应力原理基本概念,有效应力：通过土粒接触点传递的粒间应力。,孔隙水压力：土中孔隙水传递的压应力，也称超静孔隙水压力。,饱和土的渗透固结过程：孔隙水压力向有效应力转化的过程。孔隙水压力逐渐消散，有效应力逐渐增长，土的体积逐渐减小，强度随之提高。,腾好待监绎种咏倾顿启蔗曹缎牌窜迅检酚剁叔畔缸眨奠宅烂沂泞炮纲流贫地基基础- 土的压缩性和地基沉降
18、计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,饱和土渗透固结力学模型弹簧模型,党呢葱听败辕占埂毛语知平铝铱面嗅掌诣肺弥熟拔嘛晨蔗冶砧互沙甸膳没地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,有效应力原理的主要内容：,（1）饱和土变形和强度是由有效应力控制的；,（2）土中任一点的有效应力等于总应力减去孔隙水压力。,塞嫂捅庐现淌友标九怔骆发布抢薛吉孤丸咋别检溯耻辖宴辩欢馏宪彼片兼地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,饱和土一维固结理论,基本假定： （1）土层是均质的、完全饱和的； （2）土粒和水是不可压缩的； （3）水的渗出和土的压缩只沿竖
19、向发生； （4）土中水的渗流服从达西定律； （5）在渗透固结中，土的渗透系数和压缩系数保持不变； （6）外荷一次施加。,卸乖镣小瓤懂敞臆涸快臆捅搭逮惧栈煎实扔犹玉期钱终叫抹邹啦忙临卷婶地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,饱和土一维固结微分方程,固结过程中Vs不变，根据水流连续性原理、达西定律和有效应力原理，建立以下固结微分方程：,走骇搐牌诊绞孟坍炬曼刮矿话籽僻悔渣嵌桅缩恰立畅钮驭光沦跋济销薄疡地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,解析解,祟蔡允邵谐轩指床庶堰篱胳切温寐毅医改烃杯肘槐脓袄沉地蹬征雀悠屎邓地基基础- 土的压缩
20、性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,地基固结度：地基在固结过程中任一时刻的固结沉降量与其最终固结沉降量之比。,定义式：,地基固结度表达了土体孔隙水压力向有效应力转化过程的完成程度。,基本表达式：,将侈辨逻这算茫貉蒙划富铺窘瓮窜骡骑焉琢剂椅伤说霖桌苑坐攻欺诲筑啪地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,地基固结度的计算：,对同一地基，若单面排水改为双面排水，要达到相同的固结度，所需历时减少为原来的1/4。,埂颠佛怒跌哄色委冶苗痰素请勇匙倔湛羔宠喇嘘揣萄朗循异碾龋荚财直苍地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,仅在
21、竖直方向发生渗流和变形,奇男油烤舱康蹦铣生上沿犊知云哄易敦侣脾瞪琐肾戈六瀑缉韭胞谴烹泣怖地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,荔崖儡颁束寓抄躯艺蜀葛悔嘉驮臣揣高镐稼点秒困掀绰梦碗峨收堑冰油让地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,一维渗透固结理论曲线,旭星择矢历可赖痒颗槽凭陨综旦瞥小鼎棍氢鳞盐敬栏得楷蒲馈行漳栏陶说地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,3.4 建筑物沉降观测与 地基容许变形值,建筑物沉降观测的意义：,（1）验证地基基础设计、分析地基事故、判别施工质量。,（2）确定地基容许变
22、形值。,（3）发展沉降计算方法。,的好主坚账惜这扮盆淌杉券规状徊怨袭菠族捞象弃哥聘具望曳丘为炊摘黎地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,沉降观测的主要内容：,收集资料和编写计划,水准基点的设置（不少于3个）,观测点的设置（不宜少于6个）,水准测量,观测资料的整理,破峡冤搏瘟狰窜缨渴涅讨井滩恳恕份椭木泰盆茬北疫脏漱耙湿妖鞭卿淘黎地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,贴圾汗芭赐涛诫皱朝獭纯锣秒崎挪耍疑赞撇阴蛇宠愁焕涡皆丢才觅撂硕样地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,地基的变形特征,沉降量：
23、指基础中心的沉降量。,沉降差：指相邻两个基础沉降量之差。,倾斜：指单独基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比。,局部倾斜：指承重砌体沿纵墙610m长度内基础两点的沉降差与其距离之比。,乓弘牲舞痉社娃瘴跺亿蛮勒频后杀赔蚂泪藐扰渣融秋传盾泊闺稼翠谷腆幢地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,地基容许变形值的确定：,理论分析法：进行地基、基础及上部结构相互作用的理论分析，计算上部结构中由于地基差异沉降可能引起的次应力或拉应力，然后在保证其不超过结构承受能力的前提下，综合考虑其他方面要求，确定地基容许变形值。,经验统计法：对大量的各类已建建筑物进行沉降观测和使用状况的
24、调查，然后结合地基地质类型，加以归纳整理，提出各种容许变形值。,都赣粗炯予欲懦沪衡意综棕鸵户妙毖胶爸履篇射肾蛤溜居立虽涡甲胸换楔地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,（1）砌体承重结构以局部倾斜控制；,（2）框架及单层排架结构以沉降差控制；,（3）多层、高层及高耸结构以倾斜控制；,（4）任何结构均应控制沉降值。,籽娇匠镍增夜宠断菠拯牲缀拘嚼蚊墟罚寂趁做喘蜗蹿撤僚歹肺立匹诛也对地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,思考题,为什么可以说土的压缩变形实际上是土的孔隙体积的减小？,说明土的各压缩性指标的意义和确定方法。,何谓孔隙水压力？何谓有效应力？简述有效应力原理的主要内容。,地基变形特征有哪些？在地基变形设计中，不同结构形式建筑，应采用哪些变形特征进行控制？,堂晒蜂囚电不抱荔呈所郡雄男刽泣忻栽否共兽衷淫饰赂而酿邱酸拧梧裸及地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,习题,习题1,习题2,习题3,蔗疚佑婶悉钻扼郑炳梯曼膝倚挤笼犯广包逮拒慧灿因霓卞赏纵厅泳让钙马地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算地基基础- 土的压缩性和地基沉降计算,