土的压缩性和地基沉降计算

最终沉降量是指建筑物地基从开 始变形到变形稳定时基础的总沉 降值。
最终沉降量
分层总和法是将地基土在一定深度范围内划分成
若干薄层，先求得各个薄层的压缩量，再将各个薄层的压 缩量累加起来，即为总的压缩量。
计算沉降时，由于采用了一系列计算假定，还需对总的 压缩量根据经验进行修正。
一、计算假定
1.地基中划分的各薄层均在无侧向膨
z
si hi
e1i e2i 1e1i
si
e1i e2i 1e1i
hi
由压缩模量的定义知：
Esi
p si
si
p Esi
hi
hi
si
zi
E si
hi
2.各薄层压缩量求和公式
基础的总沉降量就是在压缩层范围内各薄层压缩量的总和
n
Sn Si
1
3.基础总沉降量的规范公式
由于采用了一系列计算假定，求出的总压缩量与工程实际有一定出入， 故现行规范用经验系数进行修正。
一、土的压缩性
节概述
土的压缩性是指在外荷载作用下，土体体积变小的性 质.
它反映的是土中应力与其变形之间的变化关系，是土 的基本
力学性质之一。
土体压缩变形一般包括：
二、沉降的概念
建筑物作为外荷载作用于地基上，使地基中产生附加应 力，而附加应力的产生致使地基土出现压缩变形，通常将建 筑物基础随地基产生的竖向变位称之为沉降。
Cc值越大，土的压缩性越高，低压缩性土的Cc一 般小于0.2，高压缩性土的Cc值一般大于0.4。
二、现场荷载试验
1.试验方法
现场载荷试验是在工程现场 通过千斤顶逐级对置于地基土 上的载荷板施加荷载，观测记 录沉降随时间的发展以及稳定

，土孔隙比的减小愈显著，因而土的压缩性 愈高。工程上，自重应力P1增加到外荷作用土
中应力P2(自重与附加应力之和)
为了便于应用和比较，通常采用压力由P1＝100kPa增加到P2 ＝ 200kPa时所得的压缩系数a1-2来评定土的压缩性：
a1-2 <0.1 MPa-1时，低压缩性土 0.1≤a1-2 <0.5MPa-1时，中压缩性土 a1-2 ≥0.5MPa-1时，高压缩性土 Cc <0.2时，低压缩性土 Cc≥0.4时，高压缩性土
依侧限压缩试验原理可知： 土样压缩前后试样截面积A不变， 土粒体积不变，即VS0＝VS1，则有
e-p 曲线确定压缩系数
H0 H0 S S ei e0 (1 e0 ) 1 e0 1 ei H0
（4-2）

常规试验中，一般按P=100kPa、200kPa 、 300kPa 、 400kPa 四级加荷，测定各级压力下的稳定变形量 S ， 然后由式（4-1）计算相应的孔隙比e 。
3.5 土的压缩性
如果在地基上修建建筑物，地基土内各点不仅要承受土体本身的 自重应力，而且要承担由建筑物通过基础传递给地基的荷载产生的附 加应力作用，这都将导致地基土体的变形。 土体变形可分为：体积变形和形状变形。 本章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，使得土体体积缩小。 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 础的竖直方向的位移（或下沉）称为沉降。
缩量，然后累加得总沉降量。
计算步骤
1.确定沉降计算深度范围内的分层界面


沉降计算分层面可按下述原则确定： 第一，不同土层的分界面与地下水位 面; 第二，每一分层厚度不大于基础宽度 的0.4倍。

§3.1.2 土的应力与应变关系
1、土体中的应力
⑷主应力——凡剪应力τ ＝0的平面上的法向应力σ ，称为主 应力，此平面称为主应面。σ cz为大主应力，σ cx=σ cy为小主应力 。 ⑸摩尔圆
在τ －σ 的直角坐标系 中，在横坐标上点出最大 主应力σ 1与最小主应力σ 3 ，再以σ 1－σ 3为直径作圆 ，此圆称为摩尔应力圆。 微元体中任意斜截面上的 法向应力σ 与剪应力τ ， 可用此摩尔圆来表示。见 “4.2 土的极限平衡条件 ”土。力学
§§333.3.3土.2的侧压限侧缩条限性件与压下地缩基土性沉的指降压计标缩算性
2、压缩指数Cc
随着高层建筑的兴建和重型设备的发展，常规侧限压缩仪的压 力范围太小，可采用高压固结仪，最高压力可达3200Kpa。
高压固结仪的试验原理与试验方法同常规固结仪，试样面积由 50mm2改为30mm2,加压杠杆比由1:10提高为1:12。
土力学
§33.1土的土压的缩变性形与特地基性沉降计算
§3.1.2 土的应力与应变关系
1、土体中的应力
⑶水平土层中的自重应力——设地面为无限广阔的水平面，土 层均匀，土的天然重度为γ 。在深度为Z处取一微元体dxdydz，则 作用在此微元体上的竖向自重应力σ cz(如图3.2所示)为：
σ cz=γ z(kPa） (3.1)
0.1≤а 1－2<0.5Mpa-1 时， 属中压缩性土；
а 1－2≥0.5Mpa—1时， 属高压缩性土。
各类地基土压缩性的高低，取决于土的类别、原始密度和天然
结构是否扰动等因素。
例如：密实的粗砂、卵石的压缩性比粘性土为低。粘性土的压 缩性高低可能相差很大：当土的含水量高、孔隙比大时，如淤泥为 高压缩性土；若含水量低的硬塑或坚硬的土，则为低压缩性土。此 外，粘性土的天然结构受扰动后，它的压缩性将增高，特别对于高 灵敏度的粘土，天然结构遭到破坏时，影响压缩性更甚，同时其强 度土也力剧学烈下降。见图3.9

第四章 土的压缩性和地基沉降计算一、名 词 释 义1.角点沉降系数：单位均布矩形荷载在其角点处引起的沉降。

2.地基沉降计算深度：计算地基沉降时，超过基底下一定深度，土的变形可略去不计，该深度称为地基沉降计算深度。

3.压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性。

4.固结：土的压缩随时间而增长的过程。

5.压缩曲线：室内土的侧限压缩试验结果，是土的孔隙比与所受压力的关系曲线。

6.压缩系数：反映土在一定压力作用下或在一定压力变化区间其压缩性大小的参数，其值等于e-p曲线上对应一定压力的切线斜率或对应一定压力变化区间的割线斜率。

7.压缩指数：采用半对数直角坐标绘制的p e log −压缩曲线，其后段接近直线，直线的斜率称为土的压缩指数。

8.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之比值。

9.变形模量：根据土体在无侧限条件下的应力应变关系得到的参数，定义同弹性模量，但由于变形模量随应力水平而异，加载和卸载时的值不同，故未称作弹性模量，而称为变形模量。

10.地基最终沉降量：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。

11.应力比法：地基沉降计算深度取地基附加应力等于自重应力的20%处，在该深度以下如有高压缩性土，则继续向下取至10%处，这种确定沉降计算深度的方法称为应力比法。

12.平均附加应力系数：基底下一定深度范围内附加应力系数的平均值。

13.变形比法：由基底下一定深度处向上取规范规定的计算厚度，若计算厚度土层的压缩量不大于该深度土层总压缩沉降量的2.5%，即可确定该深度为地基沉降计算深度，这种确定地基沉降计算深度的规范方法称为变形比法。

14.前期固结压力：天然土层在历史上所经受过的最大固结压力。

15.正常固结土：历史上所经受过的最大固结压力等于现有覆盖土自重应力的土体。

16.超固结土：土体历史上曾经受过大于现有覆盖土自重应力的前期固结压力的土体。

17.欠固结土：指在目前自重应力下还未达到完全固结的土体，土体实际固结压力小于现有覆盖土自重应力。