土的压缩性和地基沉降计算(2)

e1i e2i0.935 0.8700.915 0.8700.895 0.8750.885 0.873

i ( ) 2501 e1i1 0.9350.9151 0.8951 0.885

＝

18.5cm.

2．用e~lgp曲线的分层总和法

1）土的应力历史

在实际工作中，从现场取样，室内压缩试验，涉及到土体扰动，应力释放，含水量变化等多方面影响，即使在上述过程中努力避免扰动，保持W不变，但应力御荷总是不可避免的。因此需要根据土样的室内压缩曲线推导求现场土层的压缩曲线，考虑土层应力历史的影响，确定现场压缩的特征曲线。

2）先期固结应力和土层的固结

固结应力就是使土体产生固结或压缩的应力。就地基土层来说，该应力主要有两种：一种是土的自重应力，另一种是由外荷引起的附加应力。

对于饱和的新沉积的土或人工填土，起初土颗粒尚处于悬浮状态，土的自重应力由孔隙水承担，有效应力为0，随着时间的推移，土在自重作用下逐渐固结，最后自重应力全部转化为有效应力，故这类土的自重应力就是固结应力。但对大多数天然土层来说，由于经受了漫长的地质年代，在自重作用下已完全固结，此时自重应力已不再引起土层压缩，能进一步使土层产生固结，只有外加荷载引起的附加应力，故此时的固结应力指附加应力。

先期固结应力：天然土层在形成历史上沉积，固结过程中受到过的最大固结应力称为先期固结应力，用Pc表示。

超固结比（Ocr）：先期固结应力和现在所受的固结应力之比，根据Ocr值可将土层分为正常固结土，超固结土和欠固结土。

Ocr＝1，即先期固结应力等于现有的固结应力，正常固结土 Ocr大于1，即先期固结力大于现有的固结应力，超固结土 Ocr小于1，即先期固结力小于现有的固结应力，欠固结土。

考虑应力历史对土层压缩性的影响，必须解决（1）判定土层的固结属正常固结、超固结、欠固结（2）反映现场土层实际的压缩曲线，其可行办法为：通过现场取样，由室内压缩曲线的特征建立室内压缩曲线与现场压缩曲线的关系，从而以室内压缩曲线推求现场压缩曲线。

（3）先期固结应力Pc的推求

根据室内大量试验资料证明：室内压缩曲线开始弯曲平缓，随着压力增大明显下弯，当压力接近Pc时，曲线急剧变陡，并随压力的增长近似直线向下延伸。

确定Pc的常用方法是卡萨格兰德提出的经验作图法，其步骤如下： （1）从室内e~lgp压缩曲线上找出曲率最大点A点； （2）过A点作水平线AH，和切线AT；

（3）作水平线AH与切线AT所夹角的平分线AM；

（4）作e~lgp曲线直线段的向上延长交AM于B点，则B点的横坐标即为所求的先期固结应力PC。

4）现场压缩曲线的推求：

室内压缩试验的结果发现，无论试样扰动如何，当压力增大时，曲线都近于直线段，且大都经过0.42e0

点（e0——试样的原位孔隙比）。

由室内压缩曲线加以修正求得现场土层的压缩曲线的方法：

由现场取样时确定试样的原位孔隙比e0及固结应力（即有效覆盖应力）了； 由室内压缩曲线求出土层的Pc，

判断：当P0（现有固结力）＝Pc时（正常固结土）

⑴作e=e0水平线交lgp=PC线于b点，b点坐标为（Pc，e0） ⑵作e=0.42e0水平线交室内压缩曲线直线段于C点

⑶连接bc直线段，即为现场压缩曲线；bc直线段的斜率——压缩指数Cc。

当P0＜PC时（超固结土）

在取样前已产生了回弹例如沉积剥蚀等，在建筑物荷载作用下，应属于再压缩过程。

⑴作e=e0平行线交lgp lgp0线于b1点，b1点坐标为（P0，e0）

⑵自b1点作平行线于DF线的平行线交lgp pc线于b点，注DF为室内试验滞回圈连线。 ⑶作e 0.42e0平行线交室内压缩曲线直线段于C点。 ⑷连接b1 b，bC直线段

现场压缩曲线就是由b1 b段和bC段直线所组成。相应于b1 b段、bC段直线的斜率分别用CS、CC表示。

当P0＞PC的欠固结图

它的现场压缩曲线的推求方法类似于正常固结土。

5）地基的沉降计算

按e lgp曲线来计算地基的最终沉降量与按E-P曲线的计算一样，都是以无测向变形条件下的压缩

量基本公式s

e1 e2

H并采用分层总和法进行的。所不同的是初始孔隙比应取E0，由现场压缩曲线的

1 e1

压缩指数去得到 e。

（1）正常固结土的沉降计算

当土层属于正常固结土时，建筑物外荷引起的附加应力是对土层产生压缩的压缩应力，设现场土层的分层厚度为hi，压缩指数为Cci，则该分层的沉降Si为：

Si

ei

hi 1 e2

p0i pi

] p0i

又因为 ei Cci[lg(p0i pi) lgp0i] Ccilg[

Si

p pihiCci

[lg0i] 1 e0ip0i

当地基又n分层时，则地基的总沉降量为：

S si

i 1

n

hiccip pi

[lg0i]

p0ii 11 e0i

n

式中：e0i——第i分层的初始孔隙比

p0i——第i分层的平均自重应力 cci——第i 分层的现场压缩指数

hi——第i分层的厚度

pi——第i分层的平均压缩应力

（2）超固结土的沉降计算

计算超固结土层的沉降时，涉及到使用压缩曲线的压缩指数Cc和Cs，因此计算时应该区别两种情况： A：当建筑物荷载引起的压缩应力△Pi <( Pci - Poi)时，土层属于超固结阶段的再压缩过程，第i层在 pi作用下，孔隙比的改变将只沿再压缩曲线bb段发生，应使用Csi指数，则该分层的压缩量： Si

，

hip pi

csilg(0i)

1 e0ip0i

s

si

i 1

n

hicsip pi

)(lg0i)

p0ii 11 e0i

n

B：当压缩应力（平均固结力）△Pi >( Pci - Poi)时，则该分层的压缩量分为P0I至PCI段超固结压缩S1I和PCI至（p0i pi）段正常固结压缩S2I两部分，即： si s1i s2i

s1i

hip

csilgci

1 e0ip0i

hip pi

ccilg0i

1 e0ipci

n

s2i

n

s

si (s1i s2i)

i 1

i 1

hipp pi

[csilgci ccilg0i]

p0ipcii 11 e0i

n

式中：Pci——第i分层的前期固结应力，其余符号同前。

(3)欠固结土的沉降计算

对于欠固结土，由于在自重等作用下还未达到完全压缩稳定，Pc<Po，因而沉降量应该包括由于自重作用引起的压缩和建筑物荷载引起的沉降量之和。 si

hipp pi

cci[lg0i lg0i]

1 e0ipcip0i

hip pi

ccilg0i

1 e0ipci

s

si

i 1

n

hip pi

cilg0i

pcii 11 ei

n

例题1：有一仓库，面积为12.5×12.5㎡,堆荷为100kn/㎡，地基剖面如图a（见教材），从粘土层中心部位

取样做室内压缩试验得到压缩曲线如图b（见教材），土样的初始孔隙比e0=0.67.试求仓库中心处的沉降量（砂土层沉降量不计）。 解：（1）计算自重应力并绘制分布曲线 粘土层顶面的自重应力为 cz1 2 19 3 9 65Kn/m

粘土层中心处的自重应力为： cz2 cz1 5 10 65 50 115Kn/m 粘土层底面的自重应力为： cz3 cz2 10 5 165Kn/m 自重应力分布如图。

（2）求地基中的附加应力并绘制分布曲线 由角点可求得： z1 80Kn/m z2 45Kn/m

z3 26kn/m，附加应力分布如图，

（3）确定前期固结应力Pc值。

根据作图法求得Pc＝115Kn/m2,如 …… 此处隐藏：2908字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……