土力学 基础沉降量计算..

水的压缩量极其微小，一般不到土体总压缩量的1/400，工程 上可以忽略不计；孔隙中气体的压缩变形只有在土体饱和度很 高，且土中含有封闭气体时才能发生，且所产生的压缩变形量 占土体压缩量的比重很小，一般也可以忽略不计。
土被压缩的实质是：土颗粒之间产生相对移动而靠拢，水和 气体排出，使土体孔隙减小所致。土体在压力作用下，孔隙中 的水和气体的排出需要有一个时间过程，压缩量随时间增长的 过程称为土的固结，土体压缩完成称为固结完成。
从对土评价的一致性出发，我国《建筑地基基础设
计规范》中规定，取压力:
p1=100kPa (0.1MPa)
p2=200 kPa (0.2MPa)
对应的压缩系数1-2作为判别土体压缩性的标准：
1-2＜0.1MPa-1
属低压缩性土；
0.1MPa-1≤1-2＜0.5 MPa-1 属中压缩性土；
1-2≥0.5 MPa-1
属高压缩性土。
开封大学 土木建筑工程学院
土力学与地基基础 (2)压缩指数 Cc
在e~lgp曲线上其后部很长一段为直线， 此直线段的斜率称为土体的压缩指数Cc：
Cc
lg
e1 e2 p2 lg
p1
压缩指数越大，土的压缩性也越大，
Cc ＜0.2 0.2≤Cc ≤0.4 Cc＞0.4
为低压缩性土； 为中压缩性土；
土力学与地基基础 4.土体压缩性指标
(1)压缩系数
侧限压缩试验的e－p曲线 上任一点处切线的斜率α反映了 土体在该压力p作用下土体压缩 性的大小。曲线平缓，其斜率小, 土的压缩性低；曲线陡，其斜率
大，土的压缩性高。
tan e e1 e2
p p2 p1
开封大学 土木建筑工程学院
土力学与地基基础

s
VV1e0
Vs 1
压缩前
VV2 e
Vs 1
压缩后
H0 Hi H0si 1e0 1ei 1ei
si
e0 ei 1 e0
H0
ei
e0
si H0
1e0
e0
ds10w1
压力p与相应的稳定孔隙比的关系曲线称为压缩曲线。
a图：压力与加荷历时 关系。
b图：各级压力下，试 样孔隙比随时间的变化 过程。
(1) 压缩系数
P1——一般指地基某深度处土中竖向自重应力； P2——地基某深度处自重应力与附加应力之和； e1——相应于p1作用下压缩稳定后土的孔隙比； e2——相应于p2作用下压缩稳定后土的孔隙比；
ataα nΔee1e2 Δp p2p1
用单位压力增量 所引起的孔隙比的改 变，即压缩曲线的割 线坡度表征土的压缩 性的高低。
原始压缩曲线是由直线或折线组成，通过Cc或Ce两个压缩性指标即可计算，使用方便。
分层总和法计算地基的最终沉降量
1 Mpa-1
属低压缩性土。
1、土的压缩性：地基土在压力作用下体积减小的特性。
由e~p或e~lgp曲线求得
土体在无侧向变形条件下，竖直应力与竖向应变之比。
该式称为一维固结微分方程，
OCR>1 超固结状态
在整个固结过程中，土的渗透系数、压缩系数视为常数。
土层的平均固结度是时间因数Tv的单值函数，它与所加的附加应力的大小无关，但与土层中附加应力的分布形态有关。
分层总和法计算地基的最终沉降量
我国《建筑地基基础设计规范》规定
变形模量与压缩模量之间的关系
压缩模量Es：土在完全侧限条件下，竖向正应力与相应 的变形稳定情况下的竖向应变的比值。

加
5.3 等时e-logp线理论
Crawford 不同历时压缩试验图
a 主固结完成时 (2h) b 1d后 c 7d后
Crawford C B. Interpretation of consolidation tests [ J ] . J Soil Mech Found Div , ASCE , 1964 ,90 (5
各分层的变形模量，用静力触探方法确定
E Kqc
K=2 粉砂、粉质细砂；K=3.5中砂、细砂；K=5粗砂、 砾砂；K=6砾石。
由弹性理论，矩形或圆形荷载 下，基础中心线上竖向应变沿 深度分布如图
应变影响系数
Iz
zE
p
6.7 应力路径法
1. 应力路径 注意：此处p、q与临界状态理论定义不同
4. 弹塑性元件模型
由胡克弹簧和圣维南刚塑体串联而成
应力小于屈服应力 时，弹性状态； 应力大于屈服应力 时，材料屈服，应 变无限增大
是理想弹塑性本构模型， 不是流变模型
宾哈姆模型
5. 粘塑性元件模型
应力-应变速率关系
6. 粘弹塑性元件模型
富尔克模型 马克斯威尔体与弹塑性体并联
6. 地基沉降计算方法
5.4 土体流变
土的流变：土体变形和应力与时间的关系
包括：
• 蠕变：恒定应力作用下，变形随时间发展的现象 • 应力松弛：维持不变形条件下，应力随时间衰减 • 长期强度：抗剪强度随时间变化 • 应变率效应或荷载率效应：不同应变或加荷速率下，
土体表现出不同的应力-应变关系和强度特性
1. 流变试验
单向压缩流变试验 三轴蠕变试验 剪切流变试验
地基最终沉降量 某时刻地基的沉降量St 可按下式计算
式中Ut－t 时刻地基的平均固结度，由固结理论算得。

本文详细介绍了土力学中基础沉降量的计算方法和相关概念。首先，阐述了土体变形分为体积变形与形状变形，并专注于由正应力引起的体积变形。接着，引入了压缩曲线和压缩性指标，包括压缩系数、压缩指数等，用于衡量土的压缩性。在单向压缩量公式部分，基于一定的假设条件，推导了无侧向变形条件下的单向压缩量计算公式。此外，还介绍了地基沉降计算的e～p曲线法，特别是分层总和法，通过将地基分层并计算每一层的压缩量，最后累加得到地基的总沉降量。虽ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ文档内容详尽，但并未直接给出土的有效应力计算公式。有效应力计算通常涉及土的总应力与孔隙水压力之差，这在土力学中是评估土体稳定性和沉降行为的关键因素。