4 土力学-地基的沉降计算(黑白)
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土力学地基沉降量计算
地基沉降量(后称沉降量)是土力学研究中重要的内容,其定量计算又称为地基沉降计算,是建筑地质工程中重要的研究内容。
因此,在完成地基沉降计算时,需要熟悉地基沉降的物理机理,充分运用各种数学、物理模型,并严格按照经验公式或规范来实施计算。
地基沉降的物理机理主要涉及地层结构、地下水位变化及基础型式的影响。
在充分了解上述因素的基础上,可以利用各种物理模型来定量分析沉降特征,以计算出地基沉降量。
常用的物理模型包括挠性模型、Elastico-plastic模型、线性模型和非线性模型等。
当沉降特征较为复杂,可以使用经验模型,如贝加尔模型,Meyerhoff模型等。
在计算地基沉降量时,根据不同的物理模型而采用不同的计算方法。
对于挠性模型,可以使用单元法或地形法计算沉降量。
对于Elastico-plastic模型,需要通过绘制地基变形荷载图来得到沉降量。
线性模型和非线性模型则需要建立单结构地基模型来计算沉降量。
在实际计算中,应根据地基沉降的影响因素选用合适的模型和计算方法,以便得出可靠的沉降量。
教学内容设计及安排第一节土的压缩性【基本内容】 【工程实例】土体压缩性——土在压力(附加应力或自重应力)作用下体积缩小的特性。
地基土压缩-→地基的沉降 沉降值的大小取决于⎩⎨⎧性、各土层厚度及其压缩地基土层的类型、分布布建筑物荷载的大小和分地基土的压缩实质 减少。
会被压缩,也会被排出部分);)不变;但会被排出(孔隙水体积(不变;土粒体积(v as V V V V ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧ω)土的固结——土体在压力作用下其压缩量随时间增长的过程。
【讨论】土体固结时间长短与哪些因素有关?一、侧限压缩试验及e -p 曲线1.侧限压缩试验(固结试验)侧限——限制土样侧向变形,通过金属环刀来实现。
试验目的——研究测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力,或孔隙比和压力的关系,变形和时间的关系,以便计算土的各项压缩指标。
试验设备——固结仪。
2.e -p 曲线要绘制e -p 曲线,就必须求出各级压力作用下的孔隙比——e 。
如何求e ?看示意图:设试样截面积为A ,压缩前孔隙体积为V v0,土粒体积为V S0,土样高度为H 0,孔隙比为e 0(已测出)。
压缩稳定后的孔隙体积为V v ,土粒体积为V S ,土样高度为H 1,孔隙比为e ,S 为某级压力下样式高度变化(用测力计测出),cm 。
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,V S0=V S1,则有:)1(000e H Se e +-= 利用上式计算各级荷载P 作用下达到的稳定孔隙比e ,可绘制如图3-2所示的e -p 曲线,该曲线亦被称为压缩曲线。
常规试验中,一般按P =50kPa 、100 kPa 、200 kPa 、400 kPa 四级加荷,测定各级压力下的稳定变形量S ,然后由式(3-2)计算相应的孔隙比e 。
压缩曲线⎪⎩⎪⎨⎧—压缩性低。
—平缓著。
土的孔隙比减少得愈显量作用下,—说明在相同的压力增—越陡二、压缩性指标1.压缩系数 dpde-=α α——压缩系数,MP a -1,负号表e 随P 的增长而减小。