土力学 基础沉降量计算
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1、土力学（第九讲）-基础沉降量计算 土体变形有体积变形与形状变形之分。土体变形有体积变形与形状变形之分。 本讲只讨论由正应力引起的体积变形，即本讲只讨论由正应力引起的体积变形，即由于外荷载导致地基内正应力增加，使得由于外荷载导致地基内正应力增加，使得土体体积缩小。土体体积缩小。 在附加应力作用下，地基土将产生体积缩在附加应力作用下，地基土将产生体积缩小，从而引起建筑物基础的竖直方向的位小，从而引起建筑物基础的竖直方向的位移（或下沉）称为沉降。移（或下沉）称为沉降。u土的压缩变形常用孔隙比土的压缩变形常用孔隙比e的变化来表示。的变化来表示。u根据固结试验的结果可建立压力根据固结试验的结果可建立压力
2、p与相应的与相应的稳定孔隙比的关系曲线，称为土的压缩曲线。稳定孔隙比的关系曲线，称为土的压缩曲线。1.压缩曲线压缩曲线第1节 概念压缩曲线反压缩曲线反映了土受压映了土受压后的压缩特后的压缩特性性。 1、ep曲线曲线 2、elgp曲线曲线（二）压缩性指标式中：式中：av称为压缩系称为压缩系数，即割线数，即割线M1M2的坡的坡度，以度，以kPa-1或或MPa-1计。计。e1，e2为为p1，p2相对应的孔隙比。相对应的孔隙比。1、压缩系数、压缩系数压缩系数压缩系数av是表征土压缩性的重要指标之一。在是表征土压缩性的重要指标之一。在工程中，习惯上采用工程中，习惯上采用100kPa和和200kPa范围的
3、压范围的压缩系数来衡量土的压缩性高低。缩系数来衡量土的压缩性高低。建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范当当av0.1MPa-1时时 属低压缩性土属低压缩性土当当0.1MPa-1 av0.5MPa-1时时 属中压缩性土属中压缩性土当当av 0.5MPa-1时时 属高压缩性土属高压缩性土在较高的压力范围内，在较高的压力范围内，elgp曲线近似地为一直线，可用直曲线近似地为一直线，可用直线的坡度线的坡度压缩指数压缩指数Cc来表来表示土的压缩性高低，即示土的压缩性高低，即式中：式中：e1，e2分别为分别为p1，p2所对应的孔隙比。所对应的孔隙比。2、压缩指数、压缩指数3、其它压缩性指标、其它压缩性
4、指标除了压缩系数和压缩指数之外，还常用到体积压除了压缩系数和压缩指数之外，还常用到体积压缩系数缩系数mv、压缩模量、压缩模量Es 和变形模量和变形模量E等。等。体积压缩系数体积压缩系数mv-定义为土体在单位应力作用下定义为土体在单位应力作用下单位体积的体积变化，其大小等于单位体积的体积变化，其大小等于av /(1+e1)，其，其中，中，e1为初始孔隙比为初始孔隙比. 压缩模量压缩模量Es-定义为土体在无侧向变形条定义为土体在无侧向变形条件下，竖向应力与竖向应变之比，即件下，竖向应力与竖向应变之比，即Es=z /z，其大小等于，其大小等于1/mv（或（或1+e1 /av ） 。 Es的大小反映了
5、土体在单向压缩条件的大小反映了土体在单向压缩条件下对压缩变形的抵抗能力。下对压缩变形的抵抗能力。 变形模量变形模量E-表示土体在无侧限条件下应表示土体在无侧限条件下应力与应变之比，相当于理想弹性体的弹性力与应变之比，相当于理想弹性体的弹性模量，但是由于土体不是理想弹性体，故模量，但是由于土体不是理想弹性体，故称为变形模量。称为变形模量。E的大小反映了土体抵抗弹的大小反映了土体抵抗弹塑性变形的能力。塑性变形的能力。第2节 单向压缩量公式一、无侧向变形条件下单向压缩量计算假设一、无侧向变形条件下单向压缩量计算假设（1）土的压缩完全是由于孔隙体积减小导致骨）土的压缩完全是由于孔隙体积减小导致骨架变形
6、的结果，土粒本身的压缩可忽略不计；架变形的结果，土粒本身的压缩可忽略不计；（2）土体仅产生竖向压缩，而无侧向变形；）土体仅产生竖向压缩，而无侧向变形；（3）土层均质且在土层厚度范围内，压力是均）土层均质且在土层厚度范围内，压力是均匀分布的匀分布的二、单向压缩量公式二、单向压缩量公式 根据根据av，mv和和Es的定义，上式的定义，上式又可表示为：又可表示为：第3节 地基沉降计算的ep曲线法 一、分层总和法简介一、分层总和法简介 上述公式是在土上述公式是在土层均一且应力沿高度层均一且应力沿高度均匀分布假定下得到均匀分布假定下得到的。但通常地基是分的。但通常地基是分层的，自重应力和附层的，自重应力和
7、附加应力也沿深度变化加应力也沿深度变化，所以不能直接采用，所以不能直接采用上述公式进行计算。上述公式进行计算。工程上计算地基的沉降工程上计算地基的沉降时，在地基可能产生压时，在地基可能产生压缩的土层深度内，按土缩的土层深度内，按土的特性和应力状态的变的特性和应力状态的变化将地基分为若干（化将地基分为若干（n）层，假定每一分层土质层，假定每一分层土质均匀且应力沿厚度均匀均匀且应力沿厚度均匀分布。分布。 然后对每一分层分然后对每一分层分别计算其压缩量别计算其压缩量Si，最后将各分层的，最后将各分层的压缩量总和起来，压缩量总和起来，即得地基表面的最即得地基表面的最终沉降量终沉降量S，这种，这种方法称
