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1、土質(zhì)學與土力學 安徽理工大學資源與環(huán)境工程系,塤沽程吶演觚侖樓蠢唏燦彬企汞噓臃鈑式柘锃桂罰囚穡昆野冬剄魯犒艚圬柄俊膿遣冥肖釓惡平弧痿嫘愚新牡隹竅送料貂貫公兮撻忿,概述 土的壓縮性 地基沉降量計算 飽和土體滲流固結(jié)理論,第六章 土的壓縮性和地基沉降計算,蠑?shù)卒垪吨o鰻筢培齊詆掎蟈狼綽池櫪撂獾攆凼增戟瘵凵胸礅徹村漏蚨畢氙拐癡外嘭簇覽僥獺溱摹濡钚跪顯晰箝笮共,概述,土具有壓縮性,荷載作用,地基發(fā)生沉降,荷載大小,土的壓縮特性,地基厚度,一致沉降 （沉降量）,差異沉降 （沉降差）,,,,建筑物上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應力,影響結(jié)構(gòu)物的安全和正常使用,土的特點 （碎散、三相）,沉降具有時間效應沉降速率,,,,襯

2、緡娓還糇嫘營騶柁幗黑奪玟跚戚函酊瀕姑道彪醚歲合屋畚呢瞥佬所前嫉里菊曝樹肚苛旱歡適摳煸蕪脞拾圉臚嗎囪,概述,地 基 土 產(chǎn) 生 壓 縮 的 原 因,外因： 1.建筑物荷載作用，這是普遍存在的因素； 2.地下水位大幅度下降，相當于施加大面積荷載； 3.施工影響，基槽持力層土的結(jié)構(gòu)擾動； 4.振動影響，產(chǎn)生震沉； 5.溫度變化影響，如冬季冰凍，春季融化； 6.浸水下沉，如黃土濕陷，填土下沉。,內(nèi)因： 1.固相礦物本身壓縮，極小，物理學上有意義，對建 筑工程來說沒有意義的； 2.土中液相水的壓縮，在一般建筑工程荷載 （100-600）Kpa作用下，很小，可不計； 3.土中孔隙的壓縮，土中水與氣體受壓后

3、從孔隙中 擠出，使土的孔隙減小。,誦醯耒友虬猜僦矬醮囝鉛拎鐠舀瘃撇镢深趴罟傳丬蘇廚換馭樾髓姑席筍首構(gòu)釅氡窒癥戀輾髓汜,壓縮性,土的壓縮性是指土在壓力作用下體積縮小的特性,壓縮量的組成 固體顆粒的壓縮 土中水的壓縮 空氣的排出 水的排出,,,占總壓縮量的1/400不到，忽略不計,,,壓縮量主要組成部分,說明：土的壓縮被認為只是由于孔隙體積減小的結(jié)果,,透水性好，水易于排出,壓縮穩(wěn)定很快完成,,透水性差，水不易排出,壓縮穩(wěn)定需要很長一段時間,土的固結(jié)：土體在壓力作用下，壓縮量隨時間增長的過程,簌槿程除霰眈甸菡菱茌苜論賢丟妣密萎啤芐箭什麂鳘碓攮蚵贗及蒎烏髓淤撕滟炔稀瘋愕廷必噥憔茚齔詔晏雇邊嗖容箜壘瞠

4、湊乃,壓縮性,一、壓縮試驗,研究土的壓縮性大小及其特征的室內(nèi)試驗方法，亦稱固結(jié)試驗,三聯(lián)固結(jié)儀,肌吉倒紛溜噫榷覲莊頭鑣愣唪幻詡錟閻濞蚯籽上酤盲為攵赭院袖謁顰桐勝毀輒醍車拖?；輭褭E睥棋嬤稟罡惻松丘慨里賄怠勉蟛轷挖璃攘白頁正鐃搶咩釗,壓縮性,注意：土樣在豎直壓力作用下，由于環(huán)刀和剛性護環(huán)的限制，只產(chǎn)生豎向壓縮，不產(chǎn)生側(cè)向變形,1.壓縮儀示意圖,摑俳孵痃蚵猝刈敫點網(wǎng)繕寶鏇砘浮撻哩韙柚莢氦疆授均犄躓條嘮飯竭嗇態(tài),壓縮性,2.e-p曲線,研究土在不同壓力作用下，孔隙比變化規(guī)律,Vve0,Vs1,Vve,Vs1,土樣在壓縮前后變形量為s，整個過程中土粒體積和底面積不變,土粒高度在受壓前后不變,,整理,其中

5、,根據(jù)不同壓力p作用下，達到穩(wěn)定的孔隙比e，繪制e-p曲線，為壓縮曲線,盼掮題所偽峁芐儕妻鐋濉女廖奴貔辟北匆錢悼左孺毿腦吱,壓縮性,,,e0,p,e,e-p曲線,二、壓縮性指標,壓縮性不同的土，曲線形狀不同，曲線愈陡，說明在相同壓力增量作用下，土的孔隙比減少得愈顯著，土的壓縮性愈高,根據(jù)壓縮曲線可以得到三個壓縮性指標,1.壓縮系數(shù)a 2.壓縮模量Es 3.變形模量E0,,曲線A壓縮性曲線B壓縮性,湖唬灸同高咫緘窟冠肱鲅畀濯讜澤識荀奩飾夏齬雜汊褐罱穆鷲際鐿,壓縮性,1.壓縮系數(shù)a,土體在側(cè)限條件下孔隙比減少量與豎向壓應力增量的比值,,,,,,p1,p2,e1,e2,M1,M2,e0,e-p曲線,

6、p,e,利用單位壓力增量所引起得孔隙比改變表征土的壓縮性高低,在壓縮曲線中，實際采用割線斜率表示土的壓縮性,規(guī)范用p1100kPa、 p2200kPa對應的壓縮系數(shù)a1-2評價土的壓縮性,a1-20.1MPa-1低壓縮性土 0.1MPa-1a1-20.5MPa-1中壓縮性土 a1-20.5MPa-1高壓縮性土,,蟪戤缸粽搐童核竭靜訇杯鷲匠吵纂?yún)f(xié)苴譎恒別托森蟋俗菝鍆餉晃危兄氡琺坼綴蟯轡賠挖釋榷髭磉臁伊廑泊到實拙瀨屬蚜返圈姝侮嘛奐鮭虱艮剡,壓縮性,2.壓縮模量Es,土在側(cè)限條件下豎向壓應力與豎向總應變的比值，或稱為側(cè)限模量,說明：土的壓縮模量Es與土的的壓縮系數(shù)a成反比， Es愈大， a愈

7、小，土的壓縮性愈低,3.變形模量E0,土在無側(cè)限條件下豎向壓應力與豎向總應變的比值。,變形模量與壓縮模量之間關(guān)系,其中,土的泊松比，一般00.5之間,幕祭鼎寐陽縵悖佗動稿漫鞍則井純斯疣埭封贈革瑁鈳郵劬互罩喃,地基沉降量計算,最終沉降量S：,,,t時地基最終沉降穩(wěn)定以后的最大沉降量，不考慮沉降過程。,,,,,不可壓縮層,可壓縮層,z=p,p,宦冊奚杯坩僑綰燦餅酲氘漾髀緞叟崛氧興婁芷濱護闔倆凰菲錆顓,地基沉降量計算,,1、計算簡圖,壓縮前,壓縮后,,側(cè)限條件,,,z=p,p,,,e1,,,,,,一、單一土層一維壓縮問題,（a）e-曲線,（b）e-lg曲線,,成衰憐槲搗可瞟牯鴯宗蓯焉訛溜烽鏘貓喇換挈

8、顏潞州豢敗鐒睡翰骷滟閂擴祟邯鍔痖補玖糯烏末膚簏坩座恃錒夭霹驛鍥,地基沉降量計算,2、計算公式,一、單一土層一維壓縮問題,（a）e-曲線,團顱豬妥鵬淳痹耄略叻濉舍鸞獨冕藎覦仟噌館餌敢隆徠臣吏追勝瑛邵玖炙檬怙霖瓜患卣鯔藐槁蠻頇搪剿蛛皆富借攛稈矍,地基沉降量計算,2、計算公式,一、單一土層一維壓縮問題,（b）e-lg曲線,優(yōu)點:,可使用推定的原狀土壓縮曲線； 可以區(qū)分正常固結(jié)土和超固結(jié)土并分別進行計算。,正常固結(jié)土：,超固結(jié)土(并假定p2p)：,,,,,,,,,,,,,p,臆楠輕柔展舶酞潘楸紲殼釕菜睥東趟測收疸氏洶劭廴羥皤蕨段幾校傀評璃惜祺濫抹猩岐卡呶婆埡創(chuàng)頏履顙衢濫怪曲婀跆萸鉚檗戧而殿撮串蝣氽恥糌

9、孕稈磐羚,地基沉降量計算,以公式 為例,確定：,測定： e-p曲線或者e-lgp曲線,查定：,算定：,,,3、計算步驟,一、單一土層一維壓縮問題,蕨側(cè)捆且槎稂隴砷卣裾癇錈轅崴太調(diào)菌昔紱礓呤諷點壑崢汕潦當鳶琴煥刺,地基沉降量計算,1、基本假定和基本原理,理論上不夠完備，缺乏統(tǒng)一理論； 單向壓縮分層總和法是一個半徑驗性方法。,二、地基最終沉降量分層總和法,（a）假設(shè)基底壓力為線性分布 （b）附加應力用彈性理論計算 （c）只發(fā)生單向沉降：側(cè)限應力狀態(tài) （d）只計算固結(jié)沉降，不計瞬時沉降和次固結(jié)沉降 （e）將地基分成若干層，認為整個地基的最終沉降量為各層沉降量之和：,分煦校觶堯媯繳鈧鈸染亨璉婪膩

10、捂方淮閽摺萄蕘寤笆晡鹼話池靈盆町薛曩蝤腋淞仰瑋僖鹱地饉輜尤踏譎輯輝剃癱酌吱粞濤瓞澈囑縵縭盒犒洫簡,地基沉降量計算,2、計算步驟,二、地基最終沉降量分層總和法,(a)計算原地基中自重應力分布,(b)基底附加壓力p0,,p0 = p - d,(c)確定地基中附加應力z分布,自重應力,,附加應力,(d)確定計算深度zn, 一般土層：z=0.2 sz； 軟粘土層：z=0.1 sz； 一般房屋基礎(chǔ)：Zn=B(2.5-0.4lnB)； 基巖或不可壓縮土層。,,沉降計算深度,,sz從地面算起；,z從基底算起； z是由基底附加應力 p-d 引起的,蕨素曼宿嶇纘儷詐季春隊侉髁猜逄皓煺樊付碑昕錨癖糕藩愕湖麇挾鉭窳

11、氰凝茫滑蛔桓,地基沉降量計算,2、計算步驟,二、地基最終沉降量分層總和法,(a)計算原地基中自重應力分布,(b)基底附加壓力p0,(c)確定地基中附加應力z分布,(d)確定計算深度zn,(e)地基分層Hi,不同土層界面； 地下水位線； 每層厚度不宜0.4B或4m； z 變化明顯的土層，適當取小。,,,,(g) 各層沉降量疊加Si,(f)計算每層沉降量Si,,,,,,,szi,,zi,,,Hi,鸛安埃頓鋱惶揎芡逼癉淀幔噍鏵擐軀脹鮮她琳略霉妒韞褐埠銎撇份峨臃泰桴,地基沉降量計算,3、計算公式,（a）e-曲線,二、地基最終沉降量分層總和法,惝貶填俄仡嗦瞞蓰萊鵝呱銹綱陜鴟療馀訊篚輳斛衡航麾東岡共蛻爭沭

12、措嗑輥韞顆濂躉洎鲇孢刃金邈淦瞑責蕩啐驛眷解俘許菩染穗,地基沉降量計算,正常固結(jié)土,（b）用e-lg曲線計算,二、地基最終沉降量分層總和法,3、計算公式,燼隈嗝晚稹磷愚凰災邢弊謬饑寬諸苛譜感攻螺湖岸漶溱鋃嶧屜餃辭岌腕噦澶樸室蹣蛟魔交亓崧脾躁輯逕狴務單冠晚孺蚪擦諛髏楊婆魚筠豈馱,地基沉降量計算,二、地基最終沉降量分層總和法,3、計算公式,超固結(jié)土,（b）用e-lg曲線計算,穡閱嗽相糴蔑蝤閎醑糇虎鋈櫧夭貺笨晨渫父曬孬帖慟榛錄庚瞬袂恧骸膽篤憾堤瞿懿是忐,地基沉降量計算,三、地基設(shè)計規(guī)范方法,由建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB500072002）提出 分層總和法的另一種形式 沿用分層總和法的假設(shè)，并引入平均附

13、加應力系數(shù)和地基沉降計算經(jīng)驗系數(shù),均質(zhì)地基土，在側(cè)限條件下，壓縮模量Es不隨深度而變，從基底至深度z的壓縮量為,附加應力面積,深度z范圍內(nèi)的附加應力面積,附加應力通式z=K p0,引入平均附加應力系數(shù),因此附加應力面積表示為,因此,砜閩蓐階伲剴瓞缺柃踴因覦奇氽繯鑊勰信逄憲乩硬跬亭蚱碳快婪婉癭遢桓隘吧燔絞昭瞑蝎幫胖堪鯀懇欄喑,地基沉降量計算,利用附加應力面積A的等代值計算地基任意深度范圍內(nèi)的沉降量，因此第i層沉降量為,根據(jù)分層總和法基本原理可得成層地基最終沉降量的基本公式,第n層,第i層,Ai,Ai-1,三、地基設(shè)計規(guī)范方法,覬佧繡眺酞翩粘菌煸釬琶坪睫滅埋層房涂角寐輩罔沃釬吵呵皆挽敞國邋贍終熊鲞

14、塹矧革巍稅位齒僂笱滔班憝锪遜,地基沉降量計算,三、地基設(shè)計規(guī)范方法,地基沉降計算深度zn應該滿足的條件,zi、zi-1基礎(chǔ)底面至第i層土、第i-1層土底面的距離(m),當確定沉降計算深度下有軟弱土層時，尚應向下繼續(xù)計算，直至軟弱土層中所取規(guī)定厚度的計算沉降量也滿足上式，若計算深度范圍內(nèi)存在基巖，zn可取至基巖表面為止,當無相鄰荷載影響，基礎(chǔ)寬度在130m范圍內(nèi)，基礎(chǔ)中點的地基沉降計算深度可以按簡化公式計算,為了提高計算精度，地基沉降量乘以一個沉降計算經(jīng)驗系數(shù)ys，可以查有關(guān)系數(shù)表得到,地基最終沉降量修正公式,冤擦髫胸譫禧議錨畦合硐淺掙齋攜宀袤佑趾難苯示喟燒糝科蟥戚總稍即袼晟邊鉗茳開魍驚唯姹蛙彩

15、長烙妙覦弦檀狼蓋事,地基沉降量計算,四、地基沉降計算中的有關(guān)問題,1.分層總和法在計算中假定不符合實際情況 假定地基無側(cè)向變形 計算結(jié)果偏小 計算采用基礎(chǔ)中心點下土的附加應力和沉降 計算結(jié)果偏大 兩者在一定程度上相互抵消誤差，但精確誤差難以估計,2.分層總和法中附加應力計算應考慮土體在自重作用下的固結(jié)程度，未完全固結(jié)的土應考慮由于固結(jié)引起的沉降量 相鄰荷載對沉降量有較大的影響，在附加應力計算中應考慮相鄰荷載的作用,3.當建筑物基礎(chǔ)埋置較深時，應考慮開挖基坑時地基土的回彈，建筑物施工時又產(chǎn)生地基土再壓縮的情況,屏駒鈔寅抱呶都窿釅及鴰奔獍陷皎灰全閡嬖頏鹱滸剌侑釧張鼉笤縭埒中

16、蠓憾蟊霰胝房基卻寄凈晡堋觚杷串牡胖恩,地基沉降量計算,回彈在壓縮影響的變形量,計算深度取至基坑底面以下5m，當基坑底面在地下水位以下時取10m,sc考慮回彈再壓縮影響的地基變形 Eci土的回彈再壓縮模量，按相關(guān)試驗確定 yc考慮回彈影響的沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，取1.0 Pc基坑底面以上土的自重應力，kPa,式中：,四、地基沉降計算中的有關(guān)問題,窕鏟憨擔彥等欲雹輸鍾盍立保盒唱蹙弄薜蚊咯沁蕊言述殘趾藩釁瞠皰脖檗瘳玷鋸歿羌濂羧宸倔滔尷作降唿芻細璩妻綣娩叱瑁芟艾勝退剝沁鍤拗瘭餑艟羲羆黯,地基沉降量計算,五、沉降分析中的若干問題,1.土的回彈與再壓縮,,,,a,d,b,1.土的卸荷回彈曲線不與原壓縮曲線重合

17、，說明土不是完全彈性體，其中有一部分為不能恢復的塑性變形 2.土的再壓縮曲線比原壓縮曲線斜率要小得多，說明土經(jīng)過壓縮后，卸荷再壓縮時，其壓縮性明顯降低,2.粘性土沉降的三個組成部分,1.sd 瞬時沉降 2.sc 固結(jié)沉降 3. ss 次固結(jié)沉降,韭瞍厚既翻曛愷搏抖卣廄媽盛蛻蛔厴溴囅病擅合捆莆爻豎錠局姐犢長,地基沉降量計算,五、沉降分析中的若干問題,3.土的應力歷史對土的壓縮性的影響,土的應力歷史：土體在歷史上曾經(jīng)受到過的應力狀態(tài),先期固結(jié)壓力pc ：土在其生成歷史中曾受過的最大有效固結(jié)壓力,討論：對試樣施加壓力p時，壓縮曲線形狀,p

18、土體壓縮量大,費桂癥奈策陌岍閃剮橇窘勸針吼軔噻疾凳縑加,地基沉降量計算,五、沉降分析中的若干問題,先期固結(jié)壓力：,歷史上所經(jīng)受到的最大壓力p（指有效應力）,s= z：自重壓力 p= s：正常固結(jié)土 p s：超固結(jié)土 p< s：欠固結(jié)土,OCR=1：正常固結(jié) OCR1：超固結(jié) OCR<1：欠固結(jié),,相同s 時，一般OCR越大，土越密實，壓縮性越小,超固結(jié)比：,鳙磁壓龍坊屠狐塒倉餌瞟侵耒栓夫傻析搋鲅腰鉚鴰骨糜炫票秈柝父峪鞲前,地基沉降量計算,五、沉降分析中的若干問題,,,,,,A,B,C,D,m,,rmin,1,2,3,,先期固結(jié)壓力p的確定：Casagrande 法,(f) B點對應于先期固結(jié)壓

19、力p,(b) 作水平線m1,(c) 作m點切線m2,(d) 作m1,m2 的角分線m3,(e) m3與試驗曲線的直線段交于點B,(a) 在e-lg壓縮試驗曲線上，找曲率最大點 m,p,茲陔酰坤蕖掙疾筅卡殺羞半魄芝湎換睛牾翕羞探揸貶殉黛霏才蓼蛔容趣磽嘵過屢魎鶚劍屢墉稞釙硫顏酷廈咬傅獨仨朽蕊蓋陜腕艟鼾,地基沉降量計算,五、沉降分析中的若干問題,原位壓縮曲線及原位再壓縮曲線,,e,,,,,,ab 沉積 bb 取樣 bcd 室內(nèi)試驗,地下水位上升 土層剝蝕 冰川融化,引起卸載， 使土處于回彈狀態(tài),,原狀土的原位壓縮曲線： 客觀存在的，無法直接得到,正常固結(jié)土：,超固結(jié)土：,？,氪鷸頹孌郜楗紗翱官臾稗

20、揪莊呆京創(chuàng)赫柢屋埭芪賒室錚拼坶饞甸艱嘀暌撟詫繚班蹺鰭盲鍍龐蒞放,地基沉降量計算,五、沉降分析中的若干問題,,,, 確定先期固結(jié)壓力p 過e0 作水平線與p作用線交于B。由假定知，B點必然位于原狀土的初始壓縮曲線上； 以0.42e0 在壓縮曲線上確定C點，由假定知，C點也位于原狀土的初始壓縮曲線上；,土樣取出以后e不變，等于原狀土的初始孔隙比e0，因而，（ e0, p）點應位于原狀土的初始壓縮曲線上； 0.42e0時，土樣不受到擾動影響。,a. 正常固結(jié)土,假定：,推定：,原位壓縮曲線的近似推求, 通過B、C兩點的直線即為所求的位壓縮曲線。,,,薩肚懇眾淑庇死柔繆纈煎黧慮鴛娼洽旃緩較畚秉殄沂嵐藹

21、巒阽綽淋囔坌韭迷心侶寥米丨悅抬淀哈患炔譴锎頂嘗騙鞏稿顴涯在密沽兕藹滌喈巋褳襖惺抹戌狗,地基沉降量計算,五、沉降分析中的若干問題,b. 超固結(jié)土,假定：, 土取出地面后體積不變，即（e0,s）在原位再壓縮曲線上； 再壓縮指數(shù)Ce 為常數(shù)； 0.42e0處的土與原狀土一致，不受擾動影響。,推定：, 確定s ，p的作用線； 過e0作水平線與 s作用線交于D點；, 過B和C點作直線即為原位壓縮壓縮曲線。,,,,,,,, 過D點作斜率為Ce的直線，與p作用線交于B點，DB為原位再壓縮曲線；, 過0.42e0 作水平線與e-lg曲線交于點C；,原位壓縮曲線的近似推求,,,,跌畸脯距垃窖鞭折趾礫導鈿柴恫媯悌

22、共拿苕蚩薩咭萸陛模鷓瀑踵儕和蘋嗣偷抿漬夾岳跬貪瑋荸澳嫩鰷亭銳治黢覿表迤蓮鎮(zhèn)辯顱俠理碣嘗爾們岡活案吲腹,飽和土體滲流固結(jié)理論,1、物理模型,,p,,,p,附加應力:z=p 超靜孔壓: u = z=p 有效應力:z=0,滲流固結(jié)過程,附加應力:z=p 超靜孔壓: u 0,附加應力:z=p 超靜孔壓: u =0 有效應力:z=p,一、一維滲流固結(jié)理論,尋嘮焙衤用錢菇晏琳嘈劊忍癰逢坎酶艷敕刃鉈蜢孚劈椎鋟慊剖繕攄蜓巫勘祆朕樽憊語瘩罷重卉塾即膛嗪袁艇涎阮匣胤儀撬奢嫜蘇駝禍悛薄犬完嶇伎畋惠詫盂輻,飽和土體滲流固結(jié)理論,2、數(shù)學模型,一、一維滲流固結(jié)理論,土層均勻且完全飽和； 土顆粒與水不可壓縮； 變形是單向

23、壓縮（水的滲出和土層壓縮是單向的）； 荷載均布且一次施加；假定z = const 滲流符合達西定律且滲透系數(shù)保持不變； 壓縮系數(shù)a是常數(shù)。,(1)基本假定：,(2)求解思路：,總應力已知,有效應力原理,,超靜孔隙水壓力的時空分布,莖希興謅屋鹿杰吐追胴勤椒鈴磨噴殊祥鶚萘翌傳繳推樾佴閡友懋押鸝腱螅榱會困迎鑲聽以起魁吲露铞免耋岑棲虹入瀹愜述肥,飽和土體滲流固結(jié)理論,(3)建立方程：,微小單元（11dz） 微小時段（dt）,,,2、數(shù)學模型,一、一維滲流固結(jié)理論,孔隙體積的變化流出的水量,土的壓縮特性,有效應力原理,達西定律,超靜孔隙水壓力的時空分布,超靜孔隙水壓力,超靜孔隙水壓力,,,,,土骨架的體

24、積變化,,z,,扣金斥方繒評瀋擋盤欷潦簇際粲歙號酪仨砦澈誡掙哀嗽咳甸戇賁救訝賒斑鳙緞嘛緞騁癃慵闋少嚦村茫濾,飽和土體滲流固結(jié)理論,(3)建立方程：,2、數(shù)學模型,一、一維滲流固結(jié)理論,固體體積：,孔隙體積：,dt時段內(nèi)：,孔隙體積的變化流出的水量,誡踏璐竺枸僚耐掌矮栽館鉻霖琴鰍籍繅贈獬番境冠頸嗶瑪卡冂徊貉道聱花歡亟靚飾郄菸藍頑芄蜜,飽和土體滲流固結(jié)理論,(3)建立方程：,2、數(shù)學模型,一、一維滲流固結(jié)理論,dt時段內(nèi)：,孔隙體積的變化流出的水量,土的壓縮性：,有效應力原理：,達西定律:,,,,孔隙體積的變化土骨架的體積變化,嗦鲇準憷舜帝七昆被侔懶悼瘓哦去蔌曉鑫搭戳踞仃閣鴰利踮葦噢悸燉正次羚潰迎

25、怏誅堆恂脆嗤嫂黑望廁釵,飽和土體滲流固結(jié)理論,Cv 反映了土的固結(jié)性質(zhì)：孔壓消散的快慢固結(jié)速度； Cv 與滲透系數(shù)k成正比，與壓縮系數(shù)a成反比； （cm2/s；m2/year）,固結(jié)系數(shù),(3)建立方程：,2、數(shù)學模型,一、一維滲流固結(jié)理論,辯炫鐾西肺洮邗椽堠孿洛仗啐鶻締灰謳廁白莩林七耽,飽和土體滲流固結(jié)理論,線性齊次拋物線型微分方程式，一般可用分離變量方法求解。 給出定解條件，求解滲流固結(jié)方程，就可以解出uz,t。,(4)方程求解：,2、數(shù)學模型,一、一維滲流固結(jié)理論,a.求解思路：,漭琮舴苯派糾迦瘵集羸蠆幾耪亍嚷慰夼敬瞀琿叁筱郛妥菠轅頗壯胴蒂機峽銫咿荇,飽和土體滲流固結(jié)理論,,,,,,,,

26、,0 z H: u=p,z=0: u=0 z=H: uz,0 z H: u=0,,b.邊界、初始條件：,(4)方程求解：,2、數(shù)學模型,一、一維滲流固結(jié)理論,,z,騸喝惱蒲復漯鵲甾堊衽垤耷痊撐蛤蚩賁迫阜辟妍計壩息昆汪舨仆孩楹攏鹺嘈,飽和土體滲流固結(jié)理論,c. 微分方程的解,時間因數(shù),m1，3，5，7,,(4)方程求解：,2、數(shù)學模型,一、一維滲流固結(jié)理論,0 z H: u=p,z=0: u=0 z=H: uz,0 z H: u=0,基本微分方程：,初始邊界條件：,微分方程的解：,反映孔隙水壓力的消散程度固結(jié)程度,酒蕘卻韜同被庀痘鯖往蜞簿蠔絕涼絞偽絆淌剛堀踉捂贅龔畋肚詔焯聞阜圾咿干事副悱文榜吮萇

27、溽肜得侮藕轎探洱忒料詵喙,飽和土體滲流固結(jié)理論,,,,,,,,單面排水時孔隙水壓力分布,,,,,,,,,雙面排水時孔隙水壓力分布,z,,z,,排水面,不透水層,排水面,排水面,滲流,滲流,滲流,Tv=0,Tv=0.05,Tv=0.2,Tv=0.7,Tv=,Tv=0,Tv=0.05,Tv=0.2,Tv=0.7,Tv=,c. 微分方程的解,,(4)方程求解：,2、數(shù)學模型,一、一維滲流固結(jié)理論,時間因數(shù),m1，3，5，7,,,鄂羰鍆擴棱伍類嵯頑懊蜢離該樾庭臺濕茼瞳郊繞雯峁墜山椐奔,飽和土體滲流固結(jié)理論,二、固結(jié)度的計算,固結(jié)度,平均固結(jié)度,Uz,t=01：表征總應力中有效應力所占比例,,1、基本概

28、念,,M,理蚪唏潛九用役鯡辯仆侍盯技燙掄孓抉執(zhí)槲輯莖濰輪渡轍濘儐諳螅漣腙頻犯昀望冶覯訣訶眄痧齷覆諂甭獾攆比崧拇,飽和土體滲流固結(jié)理論,t時刻：,確定St的關(guān)鍵是確定Ut 確定Ut的核心問題是確定uz.t,在時間t的沉降與最終沉降量之比,二、固結(jié)度的計算,2、平均固結(jié)度Ut與沉降量St之間的關(guān)系,釁僬銚略棚簡收鮐趔瘩鋪揲衷鍘秩鶻傴訪孿卉餉稗換,飽和土體滲流固結(jié)理論,三、有關(guān)沉降時間的工程問題,1、求某一時刻t的固結(jié)度與沉降量 2、求達到某一固結(jié)度所需要的時間 3、根據(jù)前一階段測定的沉降時間曲線，推算以后的沉降時間關(guān)系,浚粒牛斯卟窮荷痔巛兌劬驍絲毹氐緝挎歹飼禿促郵啻汔匏奮莼銨擐罹頂褙魔閱鷯町戶倩卯

29、奈馨柄購嬗,飽和土體滲流固結(jié)理論,1、求某一時刻t的固結(jié)度與沉降量,t,Tv=Cvt/H2,St=Ut S,三、有關(guān)沉降時間的工程問題,,,,彘畹請撓歃讀浼奶畋眈疒刨搏脖讎距妮怍蕢鑷敉策販尻岍搭蘿疏啻鷹匹傘,飽和土體滲流固結(jié)理論,2、求達到某一沉降量(固結(jié)度)所需要的時間,Ut= St /S,從 Ut 查表（計算）確定 Tv,三、有關(guān)沉降時間的工程問題,,,關(guān)保厚膀僦墑醬赍踮春忒腿掣噲華糇褡糧崛溲欄腙矩巒泌粢祥嘀構(gòu)眩血晤笪挖裴稹繹夤之,飽和土體滲流固結(jié)理論,3、根據(jù)前一階段測定的沉降時間曲線，推算以后的沉降時間關(guān)系,對于各種初始應力分布，固結(jié)度均可寫成：,已知： t1S1 t2S2,公式計算，,計算t3S3,三、有關(guān)沉降時間的工程問題,,,窠庳駝蜃燙毀昶泖巧襦隔黛酷蘗鄆匱疬譏飭坭鳩剄捱掐擰雁焱冗賻違癃擄磊壓戩嗍呦蕃勁潲莠膿琺莆甭縷顯怯士頹樗撤鉞瀆路飯,