第五章固结沉降
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第五章 土的压缩性与沉降计算§ 5.1 基本概念一、地基土在上部结构荷载作用下产生应力和变形⎩⎨⎧→→形状变形(剪破)体积变形(不破坏)zx yz xy z y x τττσσσ,,,,地基的竖直方向变形即为沉降三相土受力后的变形包括⎩⎨⎧排出土孔隙中的水和空气的,相互挤紧)土颗粒压缩(重新排列土体积减小的过程土体压缩性:指的是在压力作用下体积减小过程的特性,包括两个方面:1. 1. 压缩变形量的绝对大小(沉降量大) 2. 2. 压缩变形随时间的变化(固结问题)一、一、 工程意义地基的沉降有均匀沉降与不均匀沉降1. 1. 均匀沉降对路桥工程的上部结构危害较小,但过量的 均匀沉降也会导致路面标高的降低,桥下净空的减小而影响正常的使用。
2. 2. 不均匀沉降则会造成路堤的开裂,路面不平,超静定结构,桥梁产生较大的附加应力等工程问题,甚至影响其正常使用。
沉降计算是地基基础验算的重要内容,也是土力学的重要课题之一§5.2 研究土体压缩性的方法及变形指标一、一、 压缩试验与压缩性规律土体积的变小是孔隙体积变小的结果,研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法称为压缩试验。
对一般工程情况来说,或在压缩土层厚度比荷载面宽度小很多的情况下常用侧限压缩试验来研究土的压缩性。
试验室用以进行土的侧限压缩试验的仪器称为压缩仪(固结仪),如图5-1 所示 透水石以便土中水的排出传压活塞向土样施加压力。
由于环刀所限,增压或减压是土样只能在铅直方向产生压缩或回胀,而不可能产生侧向变形,故称为侧限压缩试验。
试验采用压缩仪进行压缩试验是研究土的压缩性最基本的方法,有上述已知,试样土粒本身体积是假定不变的,即()112211211,11,e h he e h e h v v s s +∆=∆+=+=,因此,试样在各级压力pi 作用下的变形,常用孔隙比e 的变化来表示。
(一)e-p 曲线的表示方法如右图所示е0a 曲线为压缩曲线 ab 曲线为减压曲线 ba’为才压缩曲线当在压的压力超过试样所曾经受过的最大压力后,其e-p 曲线很快就和压缩曲线的延长线重合如图a’c 所示。
第五章土的压缩性与地基沉降主要内容第一节概述第二节土的压缩性第三节应力历史对压缩性的影响第四节固结沉降第五节瞬时沉降与次固结沉降第六节饱和土的固结理论第七节建筑物沉降观测第一节概述土的压缩性(compressibility ):土在压力作用下体积减小的性质。
固结(consolidation):饱和土体的压缩随时间变化的过程。
固结理论是研究土的压缩与时间的关系的理论。
一、土的压缩特点1、土的压缩变形主要是土中孔隙体积的减小。
2、饱和土体的压缩与时间有关。
二、主要内容1、土的压缩性2、固结沉降计算3、饱和土体的一维固结理论。
一、侧限压缩试验1、仪器2、试验数据⑴压力p⑵压缩量s3、压缩曲线4、压缩量s 与孔隙比e 的关系5、回弹曲线和再压缩曲线)1(000e h s e e +-=二、现场静载荷试验1、仪器设备:主要由加荷稳压装置、反力装置和量测装置三部分组成。
2、试验要点⑴压板面积:一般为0.25~0.50m2;⑵基坑宽度:不应小于压板宽度或直径的3倍,坑底用不大于20mm厚的粗、中砂找平;⑶加荷等级:不少于8级,最大荷载不少于荷载设计值的两倍;⑷每级加载后,按间隔10、10、10、15、15min,以后每隔30min测读一次沉降;3、稳定条件:当连续两小时内,每小时沉降量小于0.1mm时,可加下一级荷载。
4、终止加载条件:出现下列情况之一,可终止加载。
⑴压板周围的土明显地侧向挤出。
⑵荷载沉降曲线出现陡降段。
⑶某一荷载下,24小时内沉降速率不能达到稳定标准。
⑷压板沉降与宽度之比s/b 0.06。
5、试验成果⑴荷载p⑵压板沉降量s三、旁压试验1、仪器设备:旁压仪由旁压器、量测系统和加压系统三部分组成。
2、试验与测试:将旁压器放入钻孔中欲测定的位置,对钻孔孔壁施加压力,待钻孔孔壁变形稳定后,测定所加压力大小p 及旁压器中腔体积变化V 。
3、旁压曲线:旁压曲线分为首曲线段、似直线段和尾曲线段。
首曲线段是旁压器中腔的橡皮膜膨胀到与钻孔孔壁完全接触,该阶段末对应的压力为原位水平压力p 0。
混凝土固结沉降原理一、引言混凝土固结沉降是指混凝土结构在使用过程中,由于外界荷载作用和材料本身的变形,导致混凝土的体积发生变化,进而引起地基沉降的现象。
混凝土固结沉降是工程设计和施工中需要考虑的一个重要问题,因为它会直接影响到建筑物的使用寿命和安全性。
本文将介绍混凝土固结沉降的原理及其影响因素。
二、混凝土固结沉降的原理混凝土固结沉降的原理可以分为两个方面,即外力作用和混凝土本身的变形,下面将分别进行介绍。
1. 外力作用外力作用是指建筑物和地基所承受的荷载,包括自重、人工荷载和自然荷载等。
这些荷载会使地基发生应力变化,从而引起地基沉降。
在混凝土固结沉降中,自重荷载是最主要的荷载,因为它是建筑物最基本的荷载。
此外,建筑物的使用寿命也会受到地震、风、温度等自然因素的影响,这些因素也会对地基产生影响。
2. 混凝土本身的变形混凝土固结沉降也与混凝土本身的变形有关。
混凝土的变形可以分为弹性变形和塑性变形两种。
弹性变形是指混凝土在荷载作用下发生的瞬时变形,荷载消失后能够恢复原状。
塑性变形是指混凝土在荷载作用下发生的永久性变形,荷载消失后不能恢复原状。
混凝土的变形会导致混凝土体积的变化,从而引起地基沉降。
三、混凝土固结沉降的影响因素混凝土固结沉降的影响因素很多,下面将分别进行介绍。
1. 土壤性质土壤是混凝土固结沉降的基础,其性质对混凝土固结沉降有着重要影响。
土壤的类型、密实度、含水量、压缩系数等都会影响混凝土固结沉降。
例如,土壤密实度低、含水量高的地区,混凝土固结沉降会更加明显。
2. 建筑物的荷载建筑物的荷载是混凝土固结沉降的主要原因之一。
建筑物的自重、人工荷载和自然荷载都会对混凝土固结沉降产生影响。
建筑物的高度、结构形式、使用寿命等也会对混凝土固结沉降产生影响。
3. 混凝土的强度和变形特性混凝土的强度和变形特性对混凝土固结沉降也有影响。
强度高的混凝土能够承受更大的荷载,从而降低混凝土固结沉降的程度。
而变形特性好的混凝土能够减小混凝土固结沉降的影响。