软土地基与深基础工程之地基应力与沉降.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,软土地基与深基础工程,2004年3月,高广运,主要内容,一、,软土工程性质,二、,地基处理,三、,基坑开挖,四、,桩基础,五、,地基与基础共同作用,一、,软土工程性质,1.,软土一般工程特性,2.,土的本构关系,3.,地基应力与沉降,4.,地基固结与流变,5.,地基承载力,6.,土坡稳定计算,3 地基应力与沉降,3.1 概述,建筑物地基的两大问题,（1）稳定性问题（强度）,（2）变形问题（沉降）,由于建筑物沉降导致的一些事故,（1）建筑物的倾斜,（2）地基严重下沉,（3）建筑物墙体开裂,（4）建筑物基础开裂,（1）建筑物的倾斜,意大利比萨斜塔,苏州市虎丘塔,南昌钢铁厂一烟囱,（2）地基严重下沉,上海展览中心馆,上海锦江饭店,墨西哥市艺术宫,塘沽新港码头仓库,美国波特兰仓库,上海无线电30厂大楼,上海某研究所沉井,基础型式类型非常多，如：,3.2 地基自重应力,自重应力,：指的是土体本身重量引起的应力。地基内任一点在自重应力作用下的变形，一般说来，已在地质历史过程中完成，所以在建筑物沉降计算中不必考虑。,垂直应力,：,式中 为土的重度（,kN/m,3,），为计算点深度。,3.2.1,自重应力表达式或变化范围,水平应力,或 ：,无粘性土,：,式中 为静止侧压力系数，,粘性土,：,3.2.2,静止侧压力系数,：反映地基中水平向应力的变化的系数。,正常固结砂性土：,正常固结粘性土：,乐氏经验公式：,式中 为塑性指数（），和 分别为该土在超固结和正常固结状态下的静止侧压力系数。,康夸脱经验公式：,各向异性及结构性对 的影响：与 、以及各向的模量 有关，和应力路径（的影响）也有较大关系。,3.2.3,孔隙,水压力（中和应力）,（1）地基中存在 时，用有效应力表示（如任一深度 处）,式中 为浮重度（,kN/m,3,）,绝对不,透水粘土层内浮托力可略去不计,低,透水粘土层内浮托力较小,充分,透水土层内浮托力大（地下水位以上，毛细张力为负）,（2）,地基受到附加荷重，半透水粘土层内引起逐渐消散的超静孔隙压力，正中和力；反之，若地面挖土卸荷，出现负的中和压力。,下覆承压水的半透水粘土层，有效应力大大减小，即浮托力大。,（3）,（4）有效应力表示的静止侧压力系数,或,3.3 附加应力,3.3.1,半无限弹性体表面作用集中力时B氏解(1885),图46 垂直及水平集中力作用于半无限弹性体,直角坐标：,圆柱体坐标：,3.3.2,水平集中力作用于水平边界面时的应力解(Cerrut,1882)：,3.3.3,半无限弹性体内部作用集中力时（Mindlin,1936）,桩基部分讲,3.3.4,改进的感应图法，用来估算地基中应力的一种简捷方法，尤其对不规则形状基础（自学）,3.4 实用沉降计算方法,地基沉降一般由三部分组成：加载时的初始沉降、固结沉降、次固结沉降,这种分类对粘性土适合，砂土沉降只能依靠经验方法,3.4.1,曲线形态及前期固结压力的确定,（1）曲线的一个优点是实用压力范围内试验曲线呈直线，压缩性指标不随压力而变，利于沉降计算。,（2）前期固结压力 （地质历史上受过的最大固结压力）。据 将土分类,正常固结土,超固结土,欠固结土,图414 卡萨格兰地确定 的方法,（3）确定 的方法,最小曲率半径作图法,布氏法,图415 布麦斯脱确定 的方法,薛氏法,图416 布麦斯脱确定 的方法,3.4.2 根据前期固结压力计算固结沉降,图417 确定正常固结土现场压缩曲线,（1）正常固结土的沉降计算,图418 确定超固结土现场压缩曲线,（2）超固结土的沉降计算,图419a 计算超固结土的沉降,分两段计算：,（431）,（432）,（433）,（428）,图419b 计算超固结土的沉降,土仅受到再压缩,（434）,图420 计算欠固结土的沉降,（3）欠固结土,（435）,3.4.3 考虑侧向变形的固结沉降,Skempton等(1957)提出的半经验法,（443）,（442）,3.4.4 初始沉降-,Skempton等(1955)提出,H,B,（444a）,(B/2),H,B,（444b）,(1)初始沉降的计算,H,(B/2)时，不考虑侧向变形，一维,(2)弹性参数的估计,(3)塑性区开展的校正,3.4.5 次固结（压缩）沉降,图424 次压缩,（447）,（448）,（449）,3.4.6 砂性土的沉降,-,-薛氏1970年半经验法,（451）,（452）,图426c 计算砂土的沉降,（“2B0.6Iz分布”）,