1、第六章：地基變形，本章主要內(nèi)容：地基最終沉降量的修正計(jì)算地基變形與時(shí)間的關(guān)系，6.1概要，土體變形與應(yīng)力狀態(tài)，一般地基因自重應(yīng)力而壓縮穩(wěn)定增加的附加應(yīng)力使地基土體變形，體積變形、形狀變形、正應(yīng)力使土的體積壓實(shí)縮小，土體不會(huì)被破壞本章中，土體變形和基礎(chǔ)沉降、沉降：由于附加應(yīng)力，地基土體積縮小，引起建筑物基礎(chǔ)的垂直方向的位移(或沉降)稱為沉降。 不均勻沉降：地基土各部分垂直變形不同，根據(jù)基礎(chǔ)部位的不同會(huì)產(chǎn)生沉降差，建筑物基礎(chǔ)會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降。 結(jié)果：基礎(chǔ)沉降量或沉降差(或不均勻沉降)過(guò)大，不僅會(huì)降低建筑物的使用價(jià)值，還會(huì)導(dǎo)致建筑物的破壞。地基不均勻沉降、地基不均勻沉降、土體變形和基礎(chǔ)沉降，為了保證

2、建筑物的安全和正常使用，預(yù)先估計(jì)了建筑物基礎(chǔ)可能發(fā)生的最大沉降量和沉降差。 地基的沉降量和沉降差與土的壓縮性有關(guān)，容易壓縮的土，地基的沉降大，難以壓縮的土，地基的沉降小。 基礎(chǔ)沉降量與作用于基礎(chǔ)的負(fù)荷的性質(zhì)和大小有關(guān)。 負(fù)荷越大，基礎(chǔ)沉降也越大，偏心和傾斜負(fù)荷引起的沉降差比中心負(fù)荷大。 6.2地基變形的彈性力學(xué)公式、集中載荷作用、集中載荷作用下的垂直位移地基任一點(diǎn)的垂直位移：z=0時(shí)即地面的垂直位移：假設(shè)地基為半無(wú)限彈性體，直接應(yīng)用Boussinesq彈性解得到載荷作用范圍內(nèi)的地基下沉量。 均布荷載作、6.3常用的地基沉降修正方法地基的變形修正算法主要是修正地基表面的垂直變形量，一般稱為地基變

3、形量或建筑物基礎(chǔ)沉降量。 地基的最終沉降量：指地基因建筑物的負(fù)荷而最后的穩(wěn)定沉降量。 修正地基最終沉降量的目的是確定建筑物的最大沉降量、沉降差和傾斜，將其控制在允許范圍內(nèi)，保證建筑物的安全和正常使用。沉降與時(shí)間的關(guān)系、地基沉降的原因(外因)、a、a、g、z0、p、Net stress increase、地基沉降的原因(內(nèi)因)、土由三相組成，具有破碎性，附加應(yīng)力使土層的空隙壓縮變形，引起地基沉降。h、分層總和法、分層總和法：在地基沉降修正算深度范圍內(nèi)將地基土分為幾個(gè)分層來(lái)修正各分層的壓縮量，并求出其總和。 每一層的壓縮量的計(jì)算方法與沒(méi)有側(cè)方變形的條件下的壓縮量的計(jì)算方法相同。 基本假設(shè)：基礎(chǔ)附加

4、壓力被認(rèn)為是作用于地表的局部柔軟負(fù)荷，非均質(zhì)基礎(chǔ)引起的附加應(yīng)力分布，只要修正用均質(zhì)基礎(chǔ)能夠修正的垂直附加應(yīng)力的作用，土層就會(huì)壓縮變形地基沉降，剪應(yīng)力可以忽略。土層壓縮時(shí)不會(huì)發(fā)生側(cè)向變形(側(cè)限)。 用側(cè)限條件下得到的壓縮性指標(biāo)計(jì)算土層壓縮量。 選擇、基本修正算式、修正算式原理示意圖、修正過(guò)程及步驟、1沉降修正點(diǎn)的位置，求出基底壓力的大小和分布的2個(gè)地基層：天然土層的邊界面、地下水位必須分層，在同一分類土層中，各層的厚度不太大。 (0.4b) 3 )修正3地基中的自重應(yīng)力分布修正4地基中的垂直附加應(yīng)力分布修正5各層的平均自重應(yīng)力、平均附加應(yīng)力修正6第I層的壓縮量。 累計(jì)7個(gè)階層的壓縮量，得到地基總

5、沉降量。修正自重應(yīng)力分布，修正各層邊界面的自重應(yīng)力自重應(yīng)力分布從天然地面開(kāi)始修正。 連接各點(diǎn)畫(huà)出自重應(yīng)力分布曲線。 如果用于校正附加應(yīng)力分布的各層邊界面的垂直附加應(yīng)力的基礎(chǔ)具有埋入深度，則將必須從基礎(chǔ)附加壓力校正施加到基礎(chǔ)的應(yīng)力的各點(diǎn)連接起來(lái)，繪制附加的應(yīng)力分布曲線。 校正自重應(yīng)力、附加應(yīng)力的平均值，校正第I層壓縮量，地基總沉降量校正及校正深度決定，一般粘土、軟粘土、壓縮層的概念及通常附加縱向應(yīng)力與自重應(yīng)力的比決定壓縮層的厚度。地基沉降量修正規(guī)范法沿用從建筑地基基礎(chǔ)設(shè)施修正規(guī)范(GB500072002 )提出分層總和法的其他形式的分層總和法的假設(shè)，使用導(dǎo)入了平均附加應(yīng)力系數(shù)和地基沉降修正經(jīng)驗(yàn)系

6、數(shù)的側(cè)限條件的壓縮性指標(biāo)來(lái)確定地基沉降修正深度的基準(zhǔn)，并以修正結(jié)果接近實(shí)測(cè)值的方式使地基的沉降修正經(jīng)驗(yàn)系數(shù)平均附加應(yīng)力系數(shù)的物理意義、z深度范圍的均質(zhì)土地基的壓縮沉降量：z深度范圍的平均附加應(yīng)力系數(shù)：沉降量修正基本原理、成層地基上第I層的沉降量的修正算式：沉降量修正算式、地基最終沉降量修正算式：沉降修正算式經(jīng)驗(yàn)地基沉降修正算式zn應(yīng)滿足的條件是， 在確定下沉修正深度下有軟土層的情況下，軟土層所取的規(guī)定厚度的修正下沉量也應(yīng)該向下修正，直到滿足上式，如果修正深度的范圍內(nèi)有基巖，則zn取到基巖表面，如果沒(méi)有鄰接負(fù)荷的影響，則基礎(chǔ)寬度在130m的范圍內(nèi)，基礎(chǔ)中點(diǎn)的地基下沉修正算深度考慮了應(yīng)力履歷的地基

7、下沉修正算，正常固結(jié)土的地基下沉修正算，考慮了應(yīng)力履歷的地基下沉修正算，超固結(jié)土的地基下沉修正算，超固結(jié)土的地基下沉修正算，考慮了應(yīng)力履歷的地基下沉修正算，不足固結(jié)土的地基下沉修正算，對(duì)于不足固結(jié)土的下沉不足固結(jié)土，即使沒(méi)有外負(fù)荷作用，該土層也是壓縮量、瞬間影響系數(shù)、主固結(jié)沉降：荷載排出飽和土體中的孔隙水，土體體積逐漸減少，有效應(yīng)力逐漸增加，最終達(dá)到穩(wěn)定值，此時(shí)孔隙水應(yīng)力消散為零，此過(guò)程中產(chǎn)生的沉降為主固結(jié)沉降。 二次固結(jié)沉降：土體在主固結(jié)沉降完成后有效應(yīng)力不變，隨時(shí)生長(zhǎng)進(jìn)一步沉降，稱為二次固結(jié)沉降?？掀疹D-比倫法修訂了基礎(chǔ)的最終沉降量，在6.4飽和土體滲透固結(jié)理論、土體外荷載壓縮過(guò)程和時(shí)間關(guān)

8、系工程設(shè)施修訂中，不僅需要估計(jì)建筑物基礎(chǔ)可能發(fā)生的最終沉降量，而且還需要估計(jì)建筑物基礎(chǔ)達(dá)到某一沉降量所需的時(shí)間或建筑物完成后一段時(shí)間將研究平面內(nèi)全晶間接觸面上接觸力的法向分力之和除以研究平面的總面積的平均應(yīng)力定義為有效應(yīng)力，單向固結(jié)模型、單向固結(jié)模型，在某種壓力下飽和土的固結(jié)過(guò)程中土體中各點(diǎn)的超孔隙水應(yīng)力不斷消失，附加有效應(yīng)力相應(yīng)地增加或、 在孔隙水應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)化為附加有效應(yīng)力的過(guò)程轉(zhuǎn)化過(guò)程中，任一時(shí)刻任一深度的應(yīng)力總是根據(jù)有效應(yīng)力原理解決地基沉降和時(shí)間關(guān)系的問(wèn)題，實(shí)際上解決了附加應(yīng)力導(dǎo)致地基中各點(diǎn)的超孔水應(yīng)力隨時(shí)間變化的問(wèn)題，Terzaghi一荷載面積遠(yuǎn)大于壓縮土層的厚度，地基中孔隙水為主的基

9、本假設(shè)： (1)土中的水滲流僅沿垂直方向發(fā)生，遵循達(dá)西規(guī)律；(2)土的滲透系數(shù)和壓縮系數(shù)為常數(shù)；(3)土顆粒和土中水均不能壓縮；(4)土是完全飽和的均質(zhì)、各向同性體基于Terzaghi單向固結(jié)理論、Terzaghi單向固結(jié)理論、水流連續(xù)性原理、達(dá)西定律和有效應(yīng)力原理，確定固結(jié)微分方程：cv土固結(jié)系數(shù)、m/年、滲透固結(jié)前土的空隙比、土的滲透系數(shù)、terrer h待固結(jié)土層的最長(zhǎng)排水距離(m )、單面排水土層的土層厚度， 雙面排水土層土層厚的一半、時(shí)間要素、單面排水、雙面排水、Terzaghi單向固結(jié)理論、固結(jié)度及其應(yīng)用、定義：土中一點(diǎn)的固結(jié)度通常并不重要，引入土層平均的土層平均固結(jié)度是時(shí)間系數(shù)T

10、v的一值函數(shù)，與施加的附加應(yīng)力的大小無(wú)關(guān)，土層中的附加應(yīng)力1 .地基土因自重固結(jié)完成，基礎(chǔ)面積大壓縮土層薄的情況2 .土層因自重未固結(jié)，土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力相等的情況3 .地基土因自重固結(jié)完成，基礎(chǔ)面積小，壓縮土層厚的情況下外載荷在壓縮土層的底面引起的附加應(yīng)力已接近零的4.1， 2種附加應(yīng)力分布的疊加視為5.1、3種附加應(yīng)力分布的疊加，固結(jié)度及其應(yīng)用、固結(jié)度及其應(yīng)用、傅里葉級(jí)數(shù)解的收斂快，U 30%近似第一項(xiàng)時(shí)土質(zhì)相同、厚度不同的雙層土土質(zhì)相同、厚度不同的土層、載荷和排水條件相同時(shí)， 達(dá)到相同固結(jié)度所需時(shí)間之比等于排水距離的平方之比，結(jié)論：在相同地基的情況下，將單面排水改為雙面排水，達(dá)到相同

11、固結(jié)度，必須將所需持續(xù)時(shí)間減少到原來(lái)的1/4，利用固結(jié)度及其應(yīng)用，能夠解決固結(jié)度理論在某個(gè)固結(jié)持續(xù)時(shí)間t完成的沉降已知土層的最終求出土層完成某個(gè)沉降量所需要的時(shí)間，求出地基沉降和時(shí)間關(guān)系修正步驟，(1)修正地基最終沉降量，(2)修正沿著地基附加應(yīng)力深度的分布，(3)修正土層的縱固結(jié)系數(shù)和時(shí)間因子，(4)求出地基固結(jié)過(guò)程中的某個(gè)時(shí)刻t的沉降量。例題1天然地面大面積填土，填土高度2.5m，填土重度=18kN/m3，地基的最終沉降量是多少，地下水位在地面以下2m，粘土層的壓縮試驗(yàn)結(jié)果如下表所示：解：各點(diǎn)自重應(yīng)力：各點(diǎn)附加應(yīng)力：上部砂土層的壓縮沉降量：壓縮前粘土層的平均有效自重應(yīng)力：空隙比e1=0.724 壓縮后粘土層的平均有效總應(yīng)力：空隙比e2=0.691例題2有超固結(jié)粘土層厚度2m、前期固結(jié)壓力pc=300kPa、原始?jí)嚎s曲線的壓縮指數(shù)Cc=0.5、原始再壓縮曲線的反彈指數(shù)Cs=0.1、土層受到的平均自重應(yīng)力p1=100kPa、e0=0.70這兩種情況建筑物負(fù)荷在粘土層上產(chǎn)生的平均垂直附加應(yīng)力為p=180kPa，解： (1). p1 p=500kPapc=300kPa粘土層的最終沉降量：(2). p1 p=280kPapc=300kPa粘土層的最終沉降量：例題3采用某粘性土地基厚度10m堆疊預(yù)壓方法