只计算固结沉降

《土力学》期末复习简答题1.级配良好的无粘性土要满足什么条件？Cu、Cc 的含义？规范规定：Cu≥5且Cc=1～3的土为级配良好土的不均匀系数cu及曲率系数cc公式结合水的定义及其分类结合水：受颗粒表面电场作用力吸引而包围在颗粒四周，不传递静水压力，不能任意流动的水弱结合水：位于强结合水之外，电场引力作用范围之内外力作用下可以移动，但不因自身重力作用而移动有粘滞性，表现为一种黏滞水膜，使黏土表现出可塑性三个基本指标密度含水量土粒比重液性界限WL塑性界限WP液性指数IL塑性指数Ip土的灵敏度定义为原状土样和重塑图样无侧限抗压强度之比粗粒土按粒径级分类细粒土按塑性指数Ip分类2.什么是粘性土的最大干密度，什么是最优含水量？什么是黏土的压实度？影响黏性土土的压实性的因素有哪些按照室内标准功能击实到一定次数的时候，干密度随着含水量的降低而降低则取随着含水量降低而增高的峰值点为最大干密度。

其对应的含水量为最优含水量/压实度等于填土干密度除以室内标准功能击实的最大干密度乘以百分之一百/影响压实度的主要因素有：含水量、击实功、颗粒级配、回填土样成分、碾压层的厚度和碾压遍数以及检测过程3、什么是黏土的灵敏度？是指原状土与其重塑后立即进行试验的无侧限抗压强度之比值4.什么是流土？什么是管涌？发生的条件？流土是指在向上的渗透作用下表层土局部的土体和颗粒群发生悬浮和移动的现象/管涌是指一定级配的无粘性土中较小颗粒沿着较大颗粒所形成的空隙移动，最终形成土体和地表相连接的通道/任何类型的土流土发生的条件水力坡降达到一定的大小都会发生流土破坏管涌发生的条件是 (1)必要条件:土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径。

(2)水力条件:动水力能带动细颗粒在孔隙间滚动或移动。

5. 什么是临界水力坡降？临界水力坡降的表达式？临界水力坡降与土的什么指标有关？临界水利坡降是土体发生流土破坏时的水力坡降 Icr=r‘/rw 临界水力坡降与土粒比重和土的孔隙比有关6. 什么是有效应力原理？什么是有效应力？有效应力原理是饱和土体内任意平面上受到的总应力可分为由土骨架承担的有效应力和由孔隙水承担的孔隙水压力组成和图的变形与强度变化只取决于有效应力的变化/是单位面积土骨架上所有颗粒的接触力在总应力方向的分量之和/7. 为什么地下水位下降会引起地面的下降？因为向下渗流有效应力增加使土体发生压缩所以会地面下降8.什么是基底压力、基底附加应力、地基中的附加应力？基础地面传递给地表的压力叫做基地压力基底压应力与基底标高处土层的自重应力之差在地表上作用的不同荷载或者其他因素造成的土体自重应力增加9. 什么是超静水压力？由外荷载作用引起的孔隙水压力成为超静孔隙水压力10. 什么是先期固结压力？什么是正常固结土？什么是超固结土？简述土在外荷载作用下产生压缩的原因土层在地质历史上曾经受到过最大的有效应力叫先期固结应力 Pc /正常固结土是土层目前承受的上覆固结应力Ps=Pc超固结土是是指先期固结应力pc大于现在的固结应力ps次固结土是先期固结应力pc小于现期的固结应力ps11.什么是地基的固结度？固结度是指土骨架已经承担的平均有效应力的面积与实际平均有效应力面积的比值12．简述分层总合法计算地基沉降的基本步骤。

下面计算沉降量的方法是《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）所推荐的，简称《规范》推荐法，有时也叫应力面积法。

（一）计算原理应力面积法一般按地基土的天然分层面划分计算土层，引入土层平均附加应力的概念，通过平均附加应力系数，将基底中心以下地基中z i-1-z i深度范围的附加应力按等面积原则化为相同深度范围内矩形分布时的分布应力大小，再按矩形分布应力情况计算土层的压缩量，各土层压缩量的总和即为地基的计算沉降量。

理论上基础的平均沉降量可表示为式中：S--地基最终沉降量（mm）；n--地基压缩层（即受压层）范围内所划分的土层数；p--基础底面处的附加压力（kPa）；Esi--基础底面下第i层土的压缩模量（MPa）；zi、z i-1--分别为基础底面至第i层和第i-1层底面的距离（m）；αi、αi-1--分别为基础底面计算点至第i层和第i-1层底面范围内平均附加应力系数，可查表4-1。

表4-1 矩形面积上均布荷载作用下，通过中心点竖线上的平均附加应力系数αz/ BL/B1.0 1.2 1.4 1.6 1.82.0 2.4 2.83.2 3.64.05.0 >100. 0 0. 1 0. 2 0. 3 0. 40. 5 0. 6 1.000.9970.9870.9670.9360.900.8581.000.9980.990.9730.9470.9150.8781.000.9980.9910.9760.9530.9240.891.000.9980.9920.9780.9560.9290.8981.000.9980.9920.9790.9580.9330.9031.000.9980.9920.9790.9650.9350.9061.000.9980.9930.980.9610.9370.911.000.9980.9930.980.9620.9390.9121.000.9980.9930.9810.9620.9390.9131.000.9980.9930.9810.9630.940.9141.000.9980.9930.9810.9630.940.9141.000.9980.9930.9810.9630.940.9151.000.9980.9930.9820.9630.940.9154. 7 4. 8 4. 95. 0 0.2180.2140.210.2060.2350.2310.2270.2230.250.2450.2410.2370.2630.2580.2530.2490.2740.2690.2650.260.2840.2790.2740.2690.2990.2940.2890.2840.3120.3060.3010.2960.3210.3160.3110.3060.3290.3240.3190.3130.3360.330.3250.320.3470.3420.3370.3320.3670.3620.3570.352（二）《规范》推荐公式由（4-12）式乘以沉降计算经验系数ψs，即为《规范》推荐的沉降计算公式：式中：ψs--沉降计算经验系数，应根据同类地区已有房屋和构筑物实测最终沉降量与计算沉降量对比确定，一般采用表4-2的数值；表4-2 沉降计算经验系数ψs基底附加压力p0(kPa)压缩模量E s(MPa)2.5 4.0 7.0 15.0 20.0p0=f k 1.4 1.3 1.0 0.4 0.2p0＜0.75f k 1.1 1.0 0.7 0.4 0.2 注：①表列数值可内插；②当变形计算深度范围内有多层土时，Es可按附加应力面积A的加权平均值采用，即（三）地基受压层计算深度的确定计算深度z n可按下述方法确定：1）存在相邻荷载影响的情况下，应满足下式要求：式中：△S n′--在深度z n处，向上取计算厚度为△z的计算变形值；△z查表4-3；△S i′--在深度z n范围内，第i层土的计算变形量。

主固结沉降计算一、主固结沉降计算是啥主固结沉降计算呢，就是在土力学里超级重要的一个东西。

你想啊，土在受到荷载的时候，它可不是一成不变的，就像我们人在压力下也会有变化一样。

土里面的孔隙水会慢慢被排出去，土颗粒就会重新排列，这个过程中土就会沉降，主固结沉降计算就是要算出这个沉降量大概是多少。

这对于很多工程来说可太关键了，比如说盖房子，要是没算好这个沉降，房子可能就会歪歪扭扭的，那可就糟糕啦。

二、计算需要啥数据1. 土的压缩系数这个压缩系数就像是土的一个特性参数。

不同的土，它的压缩系数不一样。

就好比不同性格的人，面对压力的反应也不同。

我们得先知道这个土的压缩系数，才能进行后面的计算。

一般可以通过室内的压缩试验来得到这个数据呢。

2. 土层的厚度土层有多厚那肯定要知道呀。

要是不知道土层的厚度，就像你不知道一个蛋糕有多少层一样，怎么能算出这个蛋糕总的高度变化呢？所以土层的厚度是计算主固结沉降必不可少的数据。

3. 初始孔隙比这个初始孔隙比就是土在最开始的时候孔隙的情况。

想象一下土就像一个小海绵，它的孔隙就像海绵里的小空洞。

初始孔隙比就是这个海绵最开始空洞的大小比例。

这也对主固结沉降的计算有着重要的影响。

三、计算的方法1. 分层总和法这是一种很常用的方法呢。

就是把土层分成好多层，然后每层都按照一定的公式去计算它的固结沉降量，最后再把每层的结果加起来。

就好像把一个大问题分成好多小问题，一个个解决后再汇总。

这个公式呢，和土的压缩系数、土层厚度还有初始孔隙比都有关系。

比如说对于某一层土，它的固结沉降量等于压缩系数乘以土层厚度再乘以初始孔隙比的某个函数关系（这里就不详细写公式啦，不然就太复杂啦）。

2. 应力面积法这种方法也很有趣。

它是根据土层中的应力分布情况来计算的。

它考虑了土层中应力的传递和变化，通过计算应力的面积来得到主固结沉降量。

这就好比是根据压力的分布来计算某个东西的变形一样。

四、计算中的小技巧和易错点1. 数据的准确性在计算主固结沉降的时候，数据一定要准确。

地基的沉降计算为了保证建筑物的安全和正常使用，对建在可压缩地基上的建筑物，尤其是比较重要的建筑物在地基设计时必须计算其可能产生的最大沉降量和沉降差，确保在规范所规定的允许范围内，否则就必须采取加固改善地基的工程措施或改变上部结构物和基础的设计。

1理论根据土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的性能，有关研究结果表明，作为三相系的土，在工程实践中常达到的压力（约＜600ＫＰａ＝作用下，土粒本身和孔隙中的水、气压缩量极小，可忽略不计，但在外荷作用下，土体中土粒间原有的联结可能受到削弱或破坏，从而产生相对的移动，土粒重新排列，相互挤紧从而导致土体孔隙中的部分水、气将被排出，土的孔隙体积便因此缩小，导致土体体积变小，其压缩量随时间增长的过程，称为土的固结。

固结问题和固结特性是作为多相介质的土体所特有的区别其它工程材料的一个独特性质。

对一般粘性土而言，通常所说的基础沉降一般都是指固结沉降，目前在工程中广泛采用的计算方法是以无侧向变形条件下的单向压缩分层总和法，首先确立应力--应变关系，广泛采用材料力学中的广义虎克定律，即土体的应力与应变假定为线性关系，这里的压缩模量Ｅｓ或变形模量Ｅ0的地位（三维条件下还有土的侧膨胀系数即泊松比ｕ）均相当于虎克定律中的杨氏模量的地位和作用。

但是土体毕竟不是理想弹性体，从土的室内压缩试验中的土的回弹、再压曲线可知，土体的变形是由弹性变形和塑性变形两部份组成，所以回弹曲线与再压曲线能构成一个迥滞环，同时应力的状态、大小以及排水条件等的不同，均会使土的变形（沉降）发生变化，从而导致计算的变形参数产生相应的改变，且使理论计算结果与现场实测发生差异，这样，即使是最接近实际的三维变形状态并考虑土体固结过程中的侧向变形时，理论计算的沉降值也必须用沉降计算经验系数ｍｓ进行修正，这些变形计算参数可通过室内或现场试验的方法确定。

2有关计算参数的确定在进行地基设计之前，先通过勘探和原位试验（如荷载试验，旁压试验）或室内压缩试验，测定有关计算沉降的土工参数。

地基最终沉降量的计算方法一、限制应力法限制应力法是一种常用的地基最终沉降量计算方法。

计算公式如下：S=Σ(dΔσ)其中，S为最终沉降量，dΔσ为不同深度处的限制应力差。

限制应力法的具体步骤如下：1.通过试验或现场勘测得到土壤层的力学参数，如土壤的自重γ、均匀固结压缩系数Cc、再固结压缩系数Cr等。

2.根据建筑物的设计荷载，计算出不同深度处的垂直应力Δσ。

3.根据试验或现场勘测得到的土壤层力学参数，计算出不同深度处的限制应力差dΔσ。

4.将不同深度处的限制应力差累加，得到最终沉降量S。

二、一维固结计算法一维固结计算法是一种根据土壤的固结性质计算地基最终沉降量的方法。

1.应力应变模型一维固结计算法通常采用本构模型，如Terzaghi's经典本构模型：Δe=ε'·HΔσ=γΔz其中，Δe为固结应变，ε'为固结应变系数，H为固结层的厚度，Δσ为固结层的应力差，γ为土壤的单位重量，Δz为固结层的厚度。

2.固结应变系数固结应变系数可以通过室内试验或现场试验得到，也可以通过经验公式估算。

根据不同的土壤类型和固结期限，选择相应的固结应变系数。

3.在垂直方向上，将所有固结层的固结应变累加，得到最终沉降量。

三、数值模拟法数值模拟法是一种利用计算机模拟土壤力学行为的方法，可以精确计算地基最终沉降量。

这种方法适用于复杂的地质条件和结构工程。

数值模拟法的具体步骤如下：1.建立土壤力学模型，包括土壤的性质、层次和边界条件等。

2.根据实测数据或试验数据，确定土壤力学参数，如剪切模量、压缩模量等。

3.根据建筑物的设计荷载、地质条件等，进行有限元分析或其他数值模拟，得到地基的最终沉降量。

数值模拟法的计算精度较高，但需要具备一定的专业知识和使用专业软件。

在实际工程中，一般会综合使用以上的方法进行地基最终沉降量的计算，以获得更准确的结果。

同时，也需要考虑到地质条件的不确定性和结构工程的变化，进行适当的修正和调整。

堤身沉降计算及预留超高值软土地基在荷载作用下，总沉降包括：瞬时沉降Sd、主固结沉降Sc和次固结沉降Ss，总沉降S∞可按下式计算：
S∞=Sd+Sc+Ss；
瞬时沉降和次固结沉降较难通过理论计算，瞬时沉降一般为主固结沉降的20%~40%。

次固结沉降一般为主固结沉降的5%~10%。

主固结沉降是由于施工加荷后，土体排水固结而产生的沉降。

这部分沉降采用分层总和法。

∑=+ -
=
n
i
i
i
i
i
c
h
e
e
e
S
112
1
1
由于在计算过程中较难将瞬时沉降、主固结沉降、次固结沉降三者区分开，所以在计算中，通过计算主固结沉降，再用沉降计算经验系数修正，即按下式计算总沉降S∞：S∞=Ms×Sc
根据浙东沿海软土地基上筑堤的经验，一般沉降计算经验系数Ms取1.4~1.6，本次取1.5。

本次计算了东堤、南堤、西堤典型断面各点的沉降量，堤顶最大计算沉降量见下表。

计算代表断面堤顶最大沉降量成果表
施工图中各标高均为设计标高，堤身各级层面需按理论沉降值与实际观测的差值预留超高值。

目前根据经验分析暂定各部分顶面超高值为别为：挡浪墙60cm，堤顶路面内外侧分别为50m和60cm，外海侧4.5或5.5平台内外侧分别为60cm 和40cm，砼灌砌块石和理砌块石平台内外侧分别为40cm和30cm，后破土方5.1m和3.5m及3.0等平台分别为50cm和40cm。

该值仅供施工中参考，今后需根据施工期原型观测资料分析，由设计单位、建设单监理单位和施工单位等相关部门商量确定预留工后沉降量。

重难点：室内压缩试验、判断土的压缩性指标（应力应变曲线、e-p曲线、e-lgp 曲线）、单一土层的沉降量计算、分层总和法计算地基最终沉降量、黏性土地基沉降发展的三个阶段、饱和土的渗流固结理论的物理模型、基本假设及推导、地基沉降与时间的关系（掌握固结系数、时间因素及固结度近似解的公式）名词解释：压缩性、固结、压缩系数、压缩指数、压缩模量、变形模量、最终沉降量、瞬时沉降、固结沉降、次固结沉降、平均固结度一、填空题1. 在相同的压力作用下，饱和粘性土压缩稳定所需时间t1与饱和砂土压缩稳定所需时间t2的关系是t1>t2。

2. 侧限压缩试验时，先用环刀切取保持天然结构的原状土样，然后置于刚性护环内进行实验。

3. 压缩曲线可按两种方式绘制，一种是采用普通直角坐标绘制的e-p曲线，另一种是采用半对数直角坐标绘制的e-lgp曲线。

4. 实际工程中，土的压缩系数根据土原有的平均自重应力增加到平均自重应力与平均附加应力之和这一压力变化区间来确定。

5. 工程评判土的压缩性类别时，采用的指标是压缩系数a1-2。

6. 若土的初始孔隙比为0.8，某应力增量下的压缩系数为0.3Mpa-1，则土在该应力增量下的压缩模量等于6Mpa 。

7. 某薄压缩层天然地基，其压缩层土厚度2m，土的天然孔隙比为0.9，在建筑物荷载作用下压缩稳定后的孔隙比为0.8，则该建筑物最终沉降量等于10.5cm 。

8. 在其他条件相同的情况下，固结系数增大，则土体完成固结所需时间的变化是变短。

9. 饱和土地基在局部荷载作用下的总沉降包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降三个分量。

10. 从应力转化的观点出发，可以认为饱和土的渗透固结无非是：在有效应力原理控制下，土中超静孔隙压力的消散和有效应力相应增长的过程。

11. 太沙基一维固结理论采用的土的应力~应变关系是侧限条件下的应力~应变关系。

12. 研究指出，土的压缩性愈小时，变形模量愈_ 大___，压缩曲线愈_ 缓_。

土壤固结沉降计算土壤固结沉降是指由于土壤中水分的流动和排泄引起的土体体积变化所导致的地表下沉现象。

土壤固结沉降计算是土木工程中一个重要的计算工作，它对于建筑物的设计和施工具有重要的指导意义。

本文将介绍土壤固结沉降计算的基本原理和步骤。

一、土壤固结沉降原理土壤固结沉降是由于土壤中的水分流动引起的，其主要机理是孔隙水的排泄和土壤颗粒之间的变形。

当土壤中存在过多的水分时，孔隙水通过土壤颗粒之间的空隙流动，形成有效应力的传递，导致土壤颗粒之间的接触力增加，从而使土壤体的体积发生变化，进而引起地表下沉。

二、土壤固结沉降计算步骤1. 确定土壤的物理性质：首先需要对土壤进行采样和测试，确定其物理性质，包括颗粒组成、密度、比重、含水量等。

2. 确定土壤压缩指数：土壤的压缩指数是描述土壤固结特性的一个参数，它反映了土壤在孔隙水排泄时产生的体积变化。

可以通过实验室试验或现场试验来确定土壤的压缩指数。

3. 计算有效应力变化：有效应力是土壤颗粒之间的接触力，它与孔隙水的排泄和土壤体的变形密切相关。

通过施加相应的荷载或水头来模拟土壤中的应力变化情况。

4. 进行土壤固结计算：根据土壤的物理性质、压缩指数和应力变化等参数，采用相应的计算方法对土壤的固结沉降进行计算。

5. 验证计算结果：进行现场观测和监测，对计算结果进行验证，以确保计算的准确性和可靠性。

三、土壤固结沉降计算的应用土壤固结沉降计算在土木工程中有着广泛的应用。

它在建筑物的基础设计、地基加固和地下工程的施工过程中起着重要的指导作用。

通过准确计算土壤固结沉降，可以合理选择基础的类型和尺寸，预测地基沉降的情况，从而确保建筑物的安全和稳定。

四、总结土壤固结沉降计算是土木工程中不可或缺的一项工作，它对于建筑物的设计和施工具有重要的指导意义。

本文介绍了土壤固结沉降的基本原理和计算步骤，并强调了其在实际工程中的应用价值。

做好土壤固结沉降计算工作，对于保证土地利用的安全和可持续发展具有重要意义。

堆载预压法中固结度和沉降的计算作者：李博来源：《世界家苑》2017年第11期摘要：在用堆载预压法处理软基时，大多用土体固结度和承载力指标来评价地基处理效果。

结合舟山金塘大浦口集装箱码头工程堆载预压工程现场监测数据，本文介绍了2种软基的固结度的计算方法，并进一步分析了各种计算方法间的适用性，为今后相关的监测工作提供参考。

关键词：堆载预压法，固结度，孔隙水压力中图分类号：TU447 文献标识码：B 文章编号：堆载预压排水固结法以土料、块石、砂料或建筑物本身（路堤、坝体、房屋等）作为荷载，对被加固的地基进行预压。

软土地基在此附加荷载作用下，产生正的超静水压力。

经过一段时间后，超静水压力逐渐消散，土中有效应力不断增长，地基土得以固结，产生垂直变形，同时强度也得到了提高。

本文结合某港口后方堆场软基处理工程的监测数据，采用2种常用方法推算地基的固结度，并通过对比分析它们之间的差异，为今后的工程提供参考。

1工程概况宁波-舟山金塘大浦口集装箱码头工程位于金塘岛的西南侧，陆域纵深约1000m，陆域形成总面积243.4万m2，其中填筑面积202万m2。

金堂大浦口后续工程陆域吹填工作已于2008年完成，并打设了排水板，排水板间距1.3m，排水板平均长度27.35m。

为堆载预压地基处理取得更合理设计参数及验证排水板实际性能，特设置地基处理试验区。

现取代表性的第一区域进行现场监测，监测点位布置如图1所示。

根据设计资料，堆载采用分级加载，共分3级，每级堆载厚度2.5m，每级荷载40 kPa，加载共历时75天达到恒载。

至设计要求的持载标高后，恒载暂定保持60d左右，通过监测达到设计卸载要求后方可卸载。

所选一区从2012年8月5日开始进行预压加载，10月20日达到恒载。

现在选取堆载一区12月20日左右的监测资料计算该区域的固结度，以评估卸载的可能性。

2 根据最终沉降量计算软土地基在堆载预压下的最终沉降量由3 部分组成，包括瞬时沉降量（Si）、固结沉降量（Sc）和次固结沉降量（Ss）。

土石坝沉降及其实测数据分析计算（王法西）［摘要］沉降是土石坝的重要指标，但不能以坝体某测点沉降量作为坝体坝基总沉降量。

应以坝体测点沉降量，采用分层迭加求和法求得总沉降量及相对沉降率，以此作为评价坝体填筑质量和评估大坝安全的依据。

［关键词］土石坝过程线沉降量1 前言我国有8万多座挡水坝，其中90%以上为土石坝。

土石坝的沉降与不均匀沉降产生的裂缝，严重的影响坝的安全运行，因此，沉降是土石坝的主要监测、监控项目，也是评价土石坝安全和坝体质量的主要指标。

对于这样一个重要指标，国内坝工界普遍将坝体某点的沉降测值视作整个坝体沉降量。

笔者参加过多次土石坝工程蓄水和竣工验收会议，由建设单位所提供“建设报告”和“安全鉴定报告”等档，普遍是将坝体某点沉降测值（1/2～1/3坝高处测点）作为坝体最大沉降量，并以此与坝高相比，得坝体相对沉降率，该值远小于坝体、坝基总沉降量，也远小于国外同类坝的沉降量及相对沉降率，笔者认为，以此作为评价坝体填筑辗压质量，是不恰当的，对工程验收，是一种误导。

2设计规范所定义的土石坝沉降量“设计规范”所定义的土石坝总沉降量系全坝体(高)、坝基的总沉降量。

它是将坝体、坝基分为若干层（n层），分层计算坝体、坝基的沉降量（ΔSi）,然后用求和法得出坝体、坝基的总沉降量（St）即：对于粘性土：总沉降量（“规范”E.3.3 ）［1］式中：S t——坝体坝基总沉降量e io——第i层起始孔隙比e it——第i层相应竖向有效应力作用下的孔隙比h i——第i土层厚度n——土层分层数对于非粘性土：总沉降量(规范”E.3.4)［1］式中：S∞——非粘性坝体坝基总沉降量P i——第i计算土层由坝体荷载产生的竖向应力E i——第i计算土层变形模量众所周知，上述计算理论和公式，由于存在诸多假定和简化以及受计算条件、参数限制，与原型土石坝实测沉降变形存在较大的差异，比如：(1)计算仅计固结沉降，忽略初始沉降和次固结沉降，对于粘性土，次固结沉降在总沉降中占有可观比例；对于非粘性土，初始沉降也不可忽略；(2)对于非粘性土，计算公式（E.3.4）把非粘性土假定为变形模量为常量（Ei）的弹性体，假定应力与应变呈线性关系变化，对于沙土、砂砾石、堆石等坝体材料，显然与实际存在较大的差异。