地基沉降计算ly

1第三章地基沉降计算3.3地基沉降计算方法3.4地基沉降与时间的关系2一、分层总和法1、基本假设1）土体是线弹性体2）土体无侧胀：e-p曲线可以使用3）基础沉降量=基础中心线下土柱的压缩量4）基础的总沉降量等于各分层土竖向压缩量之和。分层总和法《规范》推荐法3.3地基沉降计算方法3一、分层总和法2、计算步骤1）计算基底压力P和基底附加压力P0。2）地基分层：分界面成层土的层面，地下水面。每层厚度≤0.4B（B为基础宽度）3）计算各分层界面处土的自重应力。注：土的自重应力从天然地面算起，并按比例绘制在中心z深度线的左侧4）计算各分层界面处的基底中心线下的附加应力注：附加应力从基础底部算起，按比例绘制在中心z深度线右侧。icziz45）确定地基沉降计算深度一般取的第i层的深度作为沉降计算的限值若该层之下有软弱土层，则算到为止。6）计算每层土的7）计算各层土的压缩量及最终沉降量iipp21,icziz2.0icziz1.02211211iziziiicziczippp-isiiiiiiiiiiiiiHEppsHeppasHeees12112121,1)(,1isS如图所示，柱下独立基础，基底尺寸为3.0m╳2.0m，传至基础顶面的荷载为300kN，基础埋深1.2m，地下水位在基底以下0.6m，地基室内压缩试验成果见下表，用分层总和法计算基础中点的沉降量。F=300kN1.2m2.4m0.6m粘土33/6.7'/6.17mkNmkN粉质粘土33/0.8'/0.18mkNmkN土名P(kPa)050100200300粘土0.6510.6250.6080.5870.570粉质粘土0.9780.8890.8550.8090.773地基土层的e-p曲线F=300kN1.2m2.4m0.6m解：1）地基分层考虑分层厚度不超过0.4b=0.8m，以及地下水位线，故基底以下1.2m厚的黏土层分为2层，每层0.6m，其下粉质粘土层每层0.8m12345670.8*5=4m2）计算自重应力自重应力从天然底面算起，计算分层处的自重应力3）计算竖向附加应力先算基底附加压力，再利用角点法计算各分层点处的附加应力3131/6.7'/6.17mkNmkN3232/0.8'/0.18mkNmkN70123456czz解：4）计算各分层受压后所受总应力各分层的自重应力平均值+附加应力平均值5）确定压缩层厚度czz2.03131/6.7'/6.17mkNmkN3232/0.8'/0.18mkNmkNF=300kN1.2m2.4m0.6m12345670.8*5=4m701234566）计算各分层的压缩量iiiiiHeees12117）计算基础最终沉降量一直计算到压缩层深度为止issczz分层点深度Zi层号层厚Hi0021.152.9————————10.631.748.90.626.450.977.30.6370.6167.7021.236.236.80.634.042.976.90.6330.6166.2532.042.622.60.839.429.769.10.9080.87613.4242.849.014.60.845.818.664.40.8960.8797.1753.655.49.90.852.212.364.50.8880.8793.8164.461.87.020.858.68.4667.10.8830.8772.5575.268.25.080.865.06.0571.10.8790.8751.70czzipip12ipiipp1ie1ie2is21iczicz）（12345675）确定压缩层厚度.,...zczzmkPakPa281460298故压缩层厚度为基底以下3.6m.,...zczzmkPakPa3699002111分层点深度Zi层号层厚Hi0021.152.9————————10.631.748.90.626.450.977.30.6370.6167.7021.236.236.80.634.042.976.90.6330.6166.2532.042.622.60.839.429.769.10.9080.87613.4242.849.014.60.845.818.664.40.8960.8797.1753.655.49.90.852.212.364.50.8880.8793.8164.461.87.020.858.68.4667.10.8830.8772.5575.268.25.080.865.06.0571.10.8790.8751.70czzipip12ipiipp1ie1ie2is21）（）（iczicz1234567计算基础平均最终沉降量基底以下3.6m的变形mmssi35.3881.317.742.1325.670.7补充：1）基础倾斜量计算2）地下水位下降引起的沉降二、《规范》推荐法1、计算步骤1）计算基底附加压力P0。2）确定计算深度无相邻荷载影响时，计算深度。存在相邻建筑时，计算深度z向上范围内3）地基土分层天然土层界面、地下水位线作为分层界面4）计算各层土的压缩量5）计算修正系数及最终沉降量)ln4.05.2(bbznssn025.0z)(,110iiiiizisiiziizzphEhssisss3.4地基沉降与时间的关系复习：土体的力学模型PSPSVaaAPSA：Aw：As：土单元的断面积颗粒接触点的面积孔隙水的断面积a-a断面通过土颗粒的接触点有效应力σ’1AAwu'wsvAuPAa-a断面竖向力平衡：wSAAAuAAAPwsvu：超静孔隙水压力土骨架承担土骨架传递3.4地基沉降与时间的关系u'u—超静孔隙水压力（由于水受到外荷载而产生的）——静孔隙水压力（由于水受到自重而产生的）wwuh一、饱和土体渗透固结模型1、固结：土的压缩性随时间增长的过程固结度：地基土的固结程度。土层在固结过程中，任一时刻t的压缩量St与最终压缩量S之比SSUtt3.4地基沉降与时间的关系2、饱和土体的渗流固结试验现象1：在一瞬间，水还未来得及排出，弹簧未来得及变形，测压管的水柱突然升高。P水测压管结论1：由此弹簧未受力，故增加的压力由水承担。水柱升高高度在其上瞬时施加压力PwPh弹簧——土颗粒水——孔隙水3.4地基沉降与时间的关系2、饱和土体的渗流固结试验现象2：水在超静孔隙水压力作用下随小孔慢慢外排，测压管水柱下降，弹簧被压缩，直到压力P完全由弹簧承担时，变形停止。P水测压管结论2：变形终止时刻，所有外力由土颗粒承担土体完全固结，时土体未固结时1,,0,0tstsUU竖向排水时，固结沉降与有效应力成正比16二、太沙基一维固结理论一维：单向，指孔隙水只沿竖向排出，土颗粒只沿竖向位移，在土体水平方向无位移、无渗流。假定：当地基突然收到连续均布荷载作用时，起始超静孔隙水压力u沿深度分布为矩形分布。初始超静孔隙水压力时刻超静孔隙水压最终有效应力图面积时刻有效应力图面积ttUt1竖向排水时，固结沉降与有效应力成正比17二、太沙基一维固结理论初始超静孔隙水压力时刻超静孔隙水压最终有效应力图面积时刻有效应力图面积ttUt12vvCtTH24281vTtUe——计算Tv，或查表3-9(1)mvwkeC——计算Cv——计算t18二、太沙基一维固结理论工程应用：1）已知土层固结条件，求某一时间对应的固结度，及相应沉降量。2）求地基到达一定沉降量所需的时间。19例：在厚10m的饱和黏土层表面瞬时大面积均匀堆载p0=150kPa，若干年后，用测压管分别测得土层中ABCDE五点的孔隙水压力为51.6,94.2,133.8,170.4,198.0kPa，试计算土体的固结度。解：分析孔隙水压力=超静孔隙水压力+孔隙水压力ABCDE五点的超静孔隙水压力51.651.69.8232.094.294.29.8455.0133.8133.89.8675.0170.4170.49.8892.0198.0198.09.810100.0AwABwBCwCDwDEwEuzkPauzkPauzkPauzkPauzkPa2051.651.69.8232.094.294.29.8455.0133.8133.89.8675.0170.4170.49.8892.0198.0198.09.810100.0AwABwBCwCDwDEwEuzkPauzkPauzkPauzkPauzkPa此时超静孔隙水压力图的应力面积032325555727292921002()60822222tAkPam初始时刻超静孔隙水压力图的应力面积150101500AkPam固结度608159.5%1500tU