第4章壓縮與固結(jié)

1、1第四章第四章 土的壓縮與固結(jié)土的壓縮與固結(jié)24.1 4.1 概述概述4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性4.3 4.3 單向壓縮量公式單向壓縮量公式4.4 4.4 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e ep p曲線法曲線法4.5 4.5 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e elgplgp曲線法曲線法4.6 4.6 地基沉降與時(shí)間關(guān)系地基沉降與時(shí)間關(guān)系單向固結(jié)理論單向固結(jié)理論4.7 4.7 一般條件下的地基沉降一般條件下的地基沉降本章內(nèi)容本章內(nèi)容34.1 4.1 概概 述述 地基土體產(chǎn)生變形，引起建筑物基礎(chǔ)的豎直方向的位移地基土體產(chǎn)生變形，引起建筑物基礎(chǔ)的豎直方向的位移（或下沉）稱為（或下沉）稱為沉

2、降沉降。體積變形土體變形形狀變形體積變形體積變形 形狀變形形狀變形（剪切變形）（剪切變形） 由于荷載作用或者其他因素的影響，土體體積減小的性質(zhì)由于荷載作用或者其他因素的影響，土體體積減小的性質(zhì)稱為土的稱為土的壓縮性壓縮性。4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(yīng)力影響結(jié)構(gòu)物的安全和正常使用土的特點(diǎn)（碎散、三相）沉降具有時(shí)間效應(yīng)沉降速率4.1 4.1 概概 述述5工程實(shí)例工程實(shí)例問題：問題：沉降沉降2.22.2米，米，且左右兩部且左右兩部分存在明顯分存在明顯的沉降差。的沉降差。墨西哥某宮殿墨西哥某宮殿左部：左部：1

3、7091709年；右部：年；右部：16221622年；地基：年；地基：2020多米厚的粘土多米厚的粘土4.1 4.1 概概 述述6由于沉降相互影響，兩棟相鄰的建筑物上部接觸由于沉降相互影響，兩棟相鄰的建筑物上部接觸接觸接觸4.1 4.1 概概 述述7修建新建筑物：引起原有建筑物開裂修建新建筑物：引起原有建筑物開裂4.1 4.1 概概 述述8高層建筑物由于不均勻沉降而被爆破拆除高層建筑物由于不均勻沉降而被爆破拆除4.1 4.1 概概 述述94.1 4.1 概概 述述問題：問題：除附加應(yīng)力會(huì)使地基土產(chǎn)生體積縮小外，還有沒有其除附加應(yīng)力會(huì)使地基土產(chǎn)生體積縮小外，還有沒有其他因素會(huì)導(dǎo)致地基土體積縮??？

4、他因素會(huì)導(dǎo)致地基土體積縮??？104.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 壓縮壓縮：在外力作用下，土體體積縮小的現(xiàn)象。：在外力作用下，土體體積縮小的現(xiàn)象。一、土的壓縮與固結(jié)一、土的壓縮與固結(jié)在外力作用下，土體體積為什么會(huì)縮小呢？在外力作用下，土體體積為什么會(huì)縮小呢？1、土粒本身和孔隙中水的壓縮變形；、土粒本身和孔隙中水的壓縮變形；2、孔隙氣體的壓縮變形；、孔隙氣體的壓縮變形；3、孔隙中的水和氣體有一部分向外排出。、孔隙中的水和氣體有一部分向外排出。固結(jié)固結(jié)：土的壓縮隨時(shí)間增長的過程。土的壓縮隨時(shí)間增長的過程。11二、單向固結(jié)模型二、單向固結(jié)模型單向固結(jié)單向固結(jié)：飽和土體在某一壓力作用下，壓縮隨

5、著孔隙水：飽和土體在某一壓力作用下，壓縮隨著孔隙水的逐漸向外排出而增長。如果孔隙水只沿一個(gè)方向排出，的逐漸向外排出而增長。如果孔隙水只沿一個(gè)方向排出，土的壓縮也只在一個(gè)方向發(fā)生（一般指豎直方向），此時(shí)土的壓縮也只在一個(gè)方向發(fā)生（一般指豎直方向），此時(shí)的固結(jié)為單向固結(jié)。的固結(jié)為單向固結(jié)。4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 120t t0 twph pphh 0h p附加應(yīng)力附加應(yīng)力:z=p超靜孔壓超靜孔壓: u0 = z=p附加有效應(yīng)力附加有效應(yīng)力: :z=0附加應(yīng)力附加應(yīng)力:z=p超靜孔壓超靜孔壓: 0 u p附加有效應(yīng)力附加有效應(yīng)力: :0 0 z p附加應(yīng)力附加應(yīng)力:z=p超靜孔壓超

6、靜孔壓: u =0附加有效應(yīng)力附加有效應(yīng)力: :z=p4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 二、單向固結(jié)模型二、單向固結(jié)模型13 飽和土體在某一壓力作用下的固結(jié)過程就是土體中飽和土體在某一壓力作用下的固結(jié)過程就是土體中各點(diǎn)的各點(diǎn)的超靜孔隙水應(yīng)力不斷消散超靜孔隙水應(yīng)力不斷消散、附加有效應(yīng)力相應(yīng)增加附加有效應(yīng)力相應(yīng)增加的過程，或者說的過程，或者說超靜孔隙水應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力超靜孔隙水應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力的過的過程，而在轉(zhuǎn)化過程中，任一時(shí)刻任一深度處的應(yīng)力始終遵程，而在轉(zhuǎn)化過程中，任一時(shí)刻任一深度處的應(yīng)力始終遵循循有效應(yīng)力原理有效應(yīng)力原理。4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 二、單向

7、固結(jié)模型二、單向固結(jié)模型14（一）室內(nèi)固結(jié)試驗(yàn)與壓縮曲線（一）室內(nèi)固結(jié)試驗(yàn)與壓縮曲線 由于剛性護(hù)環(huán)所由于剛性護(hù)環(huán)所限，試樣只能在豎向限，試樣只能在豎向產(chǎn)生壓縮，而不能產(chǎn)產(chǎn)生壓縮，而不能產(chǎn)生側(cè)向變形，故稱為生側(cè)向變形，故稱為單向固結(jié)試驗(yàn)單向固結(jié)試驗(yàn)或或側(cè)限側(cè)限固結(jié)試驗(yàn)固結(jié)試驗(yàn)。三、土的壓縮性指標(biāo)三、土的壓縮性指標(biāo)水槽水槽護(hù)環(huán)護(hù)環(huán)環(huán)刀環(huán)刀透水石透水石試樣試樣傳壓板傳壓板百分表百分表4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 濾紙濾紙透水石透水石濾紙濾紙15壓縮固結(jié)儀壓縮固結(jié)儀163p2p1pPtet0 0e e1e3e2e（一）室內(nèi)固結(jié)試驗(yàn)與壓縮曲線（一）室內(nèi)固結(jié)試驗(yàn)與壓縮曲線4.2 4.2 土的壓

8、縮特性土的壓縮特性 17p(kPa)0100200 3004000.60.70.80.91.0e ep(lgkPa)，10010000.70.80.91.0e eep曲線曲線elgp曲線曲線4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 （一）室內(nèi)固結(jié)試驗(yàn)與壓縮曲線（一）室內(nèi)固結(jié)試驗(yàn)與壓縮曲線18（二）壓縮系數(shù)（二）壓縮系數(shù)4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 e p 1p1e2p2ep(kPa)0.60.70.80.91.0e eep曲線曲線peppeeav-122119e p 1p2p4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 e p 1p1e2p2ep(kPa)0.60.70.80.91.0

9、e e（二）壓縮系數(shù)（二）壓縮系數(shù)ep曲線曲線壓縮系數(shù)是一個(gè)變量壓縮系數(shù)是一個(gè)變量20土的類別土的類別a1-2 (MPa-1)高壓縮性土高壓縮性土0.5中壓縮性土中壓縮性土0.1-0.5低壓縮性土低壓縮性土0.112v1 221eeeapp100 4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 （二）壓縮系數(shù)（二）壓縮系數(shù)e p 1p100kPa 1e2p200kPa 2ep(kPa)0.60.70.80.91.0e eep曲線曲線21（三）壓縮指數(shù)與回彈再壓縮指數(shù)（三）壓縮指數(shù)與回彈再壓縮指數(shù)122111lglglgceeeCppppp C Cc c1 14.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性

10、p(lgkPa)，10010000.70.80.91.0e eelgp曲線曲線22eP(kPa)初始?jí)嚎s曲線初始?jí)嚎s曲線回彈曲線回彈曲線再壓縮曲線再壓縮曲線彈性彈性變形變形塑性塑性變形變形A初始?jí)嚎s曲線初始?jí)嚎s曲線C Cc c1 11 1C Cs s4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 （三）壓縮指數(shù)與回彈（三）壓縮指數(shù)與回彈(再壓縮再壓縮)指數(shù)指數(shù)p(lgkPa)，e e23體積壓縮系數(shù)體積壓縮系數(shù)m mV V：土體在單位應(yīng)力作用下單位體積：土體在單位應(yīng)力作用下單位體積 的體積變化。的體積變化。(無側(cè)限，有側(cè)向變形）無側(cè)限，有側(cè)向變形）（四）其它壓縮性指標(biāo)（四）其它壓縮性指標(biāo)121121

11、111111111VveeVmpVpeeeepepeae 孔隙孔隙土粒土粒e1體積體積11+e1e21+e2p4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 24（四）其它壓縮性指標(biāo)（四）其它壓縮性指標(biāo)1121211111111 szvvpeppEeeAeeeApeeeam壓縮模量壓縮模量E Es s ：土體在：土體在無側(cè)向變形（即右側(cè)限）無側(cè)向變形（即右側(cè)限）條件下，豎向條件下，豎向應(yīng)力與豎向應(yīng)變之比。應(yīng)力與豎向應(yīng)變之比?？紫犊紫锻亮Ｍ亮1體積體積11+e1e21+e2p4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 25變形模量變形模量E E ：土體在：土體在無側(cè)限無側(cè)限條件下應(yīng)力與應(yīng)變之比。條件下

12、應(yīng)力與應(yīng)變之比。（四）其它壓縮性指標(biāo)（四）其它壓縮性指標(biāo)xxyzyyyxzzxyEEEEEE4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 土體本構(gòu)模型土體本構(gòu)模型彈性非線性。彈性非線性。26設(shè)從受力物體內(nèi)一點(diǎn)取出一主單元體，其上的主應(yīng)力分別為設(shè)從受力物體內(nèi)一點(diǎn)取出一主單元體，其上的主應(yīng)力分別為 ,如圖如圖a所示，沿三個(gè)主應(yīng)力方向的三個(gè)線應(yīng)變稱為主應(yīng)變，所示，沿三個(gè)主應(yīng)力方向的三個(gè)線應(yīng)變稱為主應(yīng)變，分別用分別用 表示。表示。321,和321,和對(duì)于各向同性材料，在最大正應(yīng)力不超過材料的比例極限條件下，可以對(duì)于各向同性材料，在最大正應(yīng)力不超過材料的比例極限條件下，可以應(yīng)用胡克定律及疊加法來求主應(yīng)變。為

13、此將圖應(yīng)用胡克定律及疊加法來求主應(yīng)變。為此將圖a所示的三向應(yīng)力狀態(tài)看作所示的三向應(yīng)力狀態(tài)看作是三個(gè)單向應(yīng)力狀態(tài)的組合（圖是三個(gè)單向應(yīng)力狀態(tài)的組合（圖b）。）。27E111111相應(yīng)的縱向線應(yīng)變?yōu)榉较蚺c可求得力狀態(tài)胡克定律單獨(dú)作用，利用單向應(yīng)。對(duì)于的主應(yīng)變先討論沿主應(yīng)力E22222-E應(yīng)的線應(yīng)變?yōu)榉较蜃冃螌⒁鸱较蛳鄤t，令橫向變形系數(shù)方向變形，其變形量為單獨(dú)作用，將引起對(duì)于。將這三項(xiàng)疊加，得方向相應(yīng)的線應(yīng)變?yōu)閱为?dú)作用，將引起同樣道理E313-xxyzyyyxzzxyEEEEEE28（四）其它壓縮性指標(biāo)（四）其它壓縮性指標(biāo)0側(cè)條：xxyzEE限限件件下下0 xyzKz1x01K4.2 4.2 土的

14、壓縮特性土的壓縮特性 )121 ()121 (22szzEE29（四）其它壓縮性指標(biāo)（四）其它壓縮性指標(biāo)單向壓縮試驗(yàn)的各種參數(shù)的關(guān)系單向壓縮試驗(yàn)的各種參數(shù)的關(guān)系已知已知求解求解avmvEsavmv(1+e1)(1+e1)/Esmvav /(1+e1)1/EsEs(1+e1)/ av1/mv4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 30應(yīng)力歷史應(yīng)力歷史：土體在歷史上曾經(jīng)受到過的應(yīng)力狀態(tài)及其變化。：土體在歷史上曾經(jīng)受到過的應(yīng)力狀態(tài)及其變化。（五）應(yīng)力歷史對(duì)粘性土壓縮性的影響（五）應(yīng)力歷史對(duì)粘性土壓縮性的影響固結(jié)應(yīng)力固結(jié)應(yīng)力：能夠使土體產(chǎn)生固結(jié)或壓縮的應(yīng)力，是總應(yīng)力中：能夠使土體產(chǎn)生固結(jié)或壓縮的應(yīng)力

15、，是總應(yīng)力中最終能轉(zhuǎn)化成有效應(yīng)力的部分，以最終能轉(zhuǎn)化成有效應(yīng)力的部分，以p0表示。表示。前期固結(jié)應(yīng)力前期固結(jié)應(yīng)力：土在歷史上曾受到過的最大有效應(yīng)力，：土在歷史上曾受到過的最大有效應(yīng)力， 以以pc表示。表示?，F(xiàn)有有效應(yīng)力現(xiàn)有有效應(yīng)力：土體現(xiàn)在受到的有效應(yīng)力，以：土體現(xiàn)在受到的有效應(yīng)力，以p0表示。表示。4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 超固結(jié)比超固結(jié)比：前期固結(jié)應(yīng)力與現(xiàn)有有效應(yīng)力：前期固結(jié)應(yīng)力與現(xiàn)有有效應(yīng)力p0之比，之比， 以以O(shè)CR表示，即表示，即OCR=pc/ p0。31（五）應(yīng)力歷史對(duì)粘性土壓縮性的影響（五）應(yīng)力歷史對(duì)粘性土壓縮性的影響1OCR ，超固結(jié)土1OCR ，且土在自重作用

16、下固結(jié)穩(wěn)定，正常固結(jié)土1OCR ，且土在自重作用下未完全固結(jié)，欠固結(jié)土4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 32z0pz地面地面巖層巖層A土層土層正常固結(jié)土正常固結(jié)土z0pz現(xiàn)地面現(xiàn)地面超固結(jié)土超固結(jié)土zcp地面地面巖層巖層C土層土層欠固結(jié)土欠固結(jié)土巖層巖層B土層土層沖蝕前地面沖蝕前地面h0pz現(xiàn)有有效應(yīng)力 c0pp前期固結(jié)應(yīng)力 001cpppOCR 0pz現(xiàn)有有效應(yīng)力 cph前期固結(jié)應(yīng)力 001cpppOCR= 0pz現(xiàn)有固結(jié)應(yīng)力 c00ppp前期固結(jié)應(yīng)力 001cpppOCR 0zp現(xiàn)有固結(jié)應(yīng)力 （五）應(yīng)力歷史對(duì)粘性土壓縮性的影響（五）應(yīng)力歷史對(duì)粘性土壓縮性的影響0pz現(xiàn)有有效應(yīng)力 0

17、zp現(xiàn)有固結(jié)應(yīng)力 4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 33eP(kPa)CeCpceBBAeAzBhDzp p eDAeCeBe4.2 4.2 土的壓縮特性土的壓縮特性 （五）應(yīng)力歷史對(duì)粘性土壓縮性的影響（五）應(yīng)力歷史對(duì)粘性土壓縮性的影響 前述前述A、B、C三點(diǎn)所代表三點(diǎn)所代表土樣施加相同的壓力增量壓縮土樣施加相同的壓力增量壓縮至至D點(diǎn)穩(wěn)定時(shí)三個(gè)土樣的壓縮量點(diǎn)穩(wěn)定時(shí)三個(gè)土樣的壓縮量不同。不同。e0344.3 4.3 單向壓縮量公式單向壓縮量公式 （1）土的壓縮完全是由于）土的壓縮完全是由于孔隙體積減小孔隙體積減小導(dǎo)致骨架變形的導(dǎo)致骨架變形的 結(jié)果，土粒本身的壓縮可忽略不計(jì)；結(jié)果，土粒本身

18、的壓縮可忽略不計(jì)；一、無側(cè)向變形條件下單向壓縮量計(jì)算假設(shè)一、無側(cè)向變形條件下單向壓縮量計(jì)算假設(shè)（2）土體僅產(chǎn)生）土體僅產(chǎn)生豎向壓縮豎向壓縮，而，而無側(cè)向變形無側(cè)向變形；（3）土層）土層均質(zhì)均質(zhì)且在土層厚度范圍內(nèi)，且在土層厚度范圍內(nèi)，壓力是均勻分布?jí)毫κ蔷鶆蚍植嫉?。的?51211211211)1 ()1 ()1 (eeeVeVeVeVVVsss二、單向壓縮量公式二、單向壓縮量公式121VVHAH ASASVHAHAH體積體積sV2se V高度高度HS1se V1psV體積體積H高度高度1p1p4.3 4.3 單向壓縮量公式單向壓縮量公式 361211eeSHe111vvsaSpHmpHpHeE

19、4.3 4.3 單向壓縮量公式單向壓縮量公式 二、單向壓縮量公式二、單向壓縮量公式體積體積sV2se V高度高度HS1se V1psV體積體積H高度高度1p1pHeeHeees112111374.4 4.4 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e ep p曲線法曲線法 計(jì)算地基的沉降時(shí)，在地基計(jì)算地基的沉降時(shí)，在地基可能可能產(chǎn)生壓縮的土層深度產(chǎn)生壓縮的土層深度內(nèi)內(nèi)，按，按土的特性土的特性和應(yīng)力狀態(tài)的變化和應(yīng)力狀態(tài)的變化將地基分為若干（將地基分為若干（n）層，）層，假定假定每一分層土質(zhì)均勻且應(yīng)力每一分層土質(zhì)均勻且應(yīng)力沿厚度均勻分布，然后對(duì)每一分層分沿厚度均勻分布，然后對(duì)每一分層分別計(jì)算其壓縮量別計(jì)算其壓

20、縮量Si，最后將各分層的壓，最后將各分層的壓縮量總和起來，即得地基表面的最終縮量總和起來，即得地基表面的最終沉降量沉降量S，這種方法稱為，這種方法稱為分層總和法分層總和法。一、分層總和法簡介一、分層總和法簡介38 實(shí)際計(jì)算地基土的壓縮量時(shí)，只實(shí)際計(jì)算地基土的壓縮量時(shí)，只須考慮某一深度范圍內(nèi)內(nèi)土層的壓縮須考慮某一深度范圍內(nèi)內(nèi)土層的壓縮量，這一深度范圍內(nèi)的土層就稱為量，這一深度范圍內(nèi)的土層就稱為“壓縮層壓縮層”。 對(duì)于一般粘性土，當(dāng)?shù)鼗成疃葘?duì)于一般粘性土，當(dāng)?shù)鼗成疃鹊母郊討?yīng)力的附加應(yīng)力z 與自重應(yīng)力與自重應(yīng)力cz之比等于之比等于0.2時(shí)，該深度范圍內(nèi)的土層即為壓縮時(shí)，該深度范圍內(nèi)的土層即為壓縮

21、層；對(duì)于軟粘土，則以層；對(duì)于軟粘土，則以z / cz=0.1為標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)確定壓縮層的厚度。準(zhǔn)確定壓縮層的厚度。4.4 4.4 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e ep p曲線法曲線法 39二、用二、用ep曲線法計(jì)算地基的最終沉降曲線法計(jì)算地基的最終沉降（1）選擇沉降）選擇沉降計(jì)算點(diǎn)的位置計(jì)算點(diǎn)的位置；求出求出基底凈壓力基底凈壓力的大小和分布的大小和分布;d地面地面基基底底 （2）將地基）將地基分層分層。土層交界面、土層交界面、地下水位地下水位應(yīng)為分層面；水工建應(yīng)為分層面；水工建筑物地基，每層厚度可控制在筑物地基，每層厚度可控制在Hi=24m或或Hi=0.4b.（3）計(jì)算地基中的）計(jì)算地基中的自重應(yīng)力

22、自重應(yīng)力自重應(yīng)力自重應(yīng)力p0d0 nppd4.4 4.4 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e ep p曲線法曲線法 b為基礎(chǔ)寬度。為基礎(chǔ)寬度。注意：從地面算起分布。注意：從地面算起分布。40（5）按）按算術(shù)平均算術(shù)平均求各分層求各分層平均自重應(yīng)力和平均附加平均自重應(yīng)力和平均附加應(yīng)力應(yīng)力；（4）計(jì)算地基中的）計(jì)算地基中的附加附加應(yīng)力應(yīng)力分布分布，確定確定壓縮層厚壓縮層厚度度。4.4 4.4 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e ep p曲線法曲線法 d地面地面基底基底 自重應(yīng)力自重應(yīng)力dnppd 附加應(yīng)力附加應(yīng)力i沉降計(jì)算深度沉降計(jì)算深度0.10.2zczczcz上czi下czi上下2cziczicziz

23、izizi上下2zi上zi下414.4 4.4 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e ep p曲線法曲線法 d地面地面基底基底 自重應(yīng)力自重應(yīng)力dnppd 附加應(yīng)力附加應(yīng)力i沉降計(jì)算深度沉降計(jì)算深度0.10.2zczcz上czi下czi上下2czicziczizizizi上下2zi上zi下（6）求第）求第i分層的壓縮量。分層的壓縮量。 iiSH1i2i1iee1+e111viiiiviiiiiisiaSpHmpHpHeEcz1s1epi2zs2epi424.4 4.4 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e ep p曲線法曲線法 d地面地面基底基底 自重應(yīng)力自重應(yīng)力dnppd 附加應(yīng)力附加應(yīng)力i沉降計(jì)算深度

24、沉降計(jì)算深度0.10.2zsssi上si下sisisi上下2zizizi上下2zi上zi下（7）將每一分層的壓縮量）將每一分層的壓縮量累加，得地基的總沉降量。累加，得地基的總沉降量。 1niiSScz43【例題】有一矩形基礎(chǔ)放置在均質(zhì)粘土層上，如圖（【例題】有一矩形基礎(chǔ)放置在均質(zhì)粘土層上，如圖（a）所示?；A(chǔ)長度）所示?；A(chǔ)長度L=10m，寬度，寬度B=5m，埋置深度，埋置深度d=1.5m，建筑物荷載和基礎(chǔ)自重之和為，建筑物荷載和基礎(chǔ)自重之和為P=10000kN。地基土的天然濕重度為。地基土的天然濕重度為19.6kN/m3，飽和重度為，飽和重度為20.4kN/m3，土的壓縮曲線如圖（土的壓縮曲

25、線如圖（b）所示。若地下水位距基底）所示。若地下水位距基底2.5m，試求基礎(chǔ)中心點(diǎn)，試求基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降量。的沉降量。4.4 4.4 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e ep p曲線法曲線法 44解解:（1）由）由L/B=10/5=210可知，屬于空間問題，且為中心荷載，所以可知，屬于空間問題，且為中心荷載，所以基底壓力為基底壓力為: p=P/(LB)=10000/(105)200kPa基底凈壓力為基底凈壓力為:pn=p-d=200-20 1.5170kPa（2）因?yàn)槭蔷|(zhì)土，且地下水位在基底以下）因?yàn)槭蔷|(zhì)土，且地下水位在基底以下2.5m處，取分層厚度處，取分層厚度Hi=2.5m。4.4 4.4

26、 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e ep p曲線法曲線法 （3）求各分層面的自重應(yīng)力）求各分層面的自重應(yīng)力（注意：從地面算起）并繪分布曲線（注意：從地面算起）并繪分布曲線 cz0= d=20 1.5=30kPacz1= cz0 +H1=30+20 2.5=80kPacz2= cz1 +H2=80+(21-9.8) 2.5=108kPacz3= cz2 +H3=108+(21-9.8) 2.5=136kPacz4= cz3 +H4=136+(21-9.8) 2.5=164kPacz5= cz4 +H5=164+(21-9.8) 2.5=192kPa45（4）求各分層面的豎向附加應(yīng)力并繪分布曲線。）

27、求各分層面的豎向附加應(yīng)力并繪分布曲線。矩形基礎(chǔ)，屬空間問題，故應(yīng)用矩形基礎(chǔ)，屬空間問題，故應(yīng)用“角點(diǎn)法角點(diǎn)法”求解。為此，通過中心點(diǎn)將基底劃分為四求解。為此，通過中心點(diǎn)將基底劃分為四塊相等的計(jì)算面積，每塊的長度塊相等的計(jì)算面積，每塊的長度L1=10m/2=5m，寬度，寬度B1=5m/2=2.5m。中。中心點(diǎn)正好在四塊計(jì)算面積的公共角點(diǎn)上，心點(diǎn)正好在四塊計(jì)算面積的公共角點(diǎn)上，該點(diǎn)下任意深度該點(diǎn)下任意深度zi處的附加應(yīng)力為任一分處的附加應(yīng)力為任一分塊在該點(diǎn)引起的附加應(yīng)力的塊在該點(diǎn)引起的附加應(yīng)力的4倍，計(jì)算結(jié)倍，計(jì)算結(jié)果如下表所示。果如下表所示。4.4 4.4 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e ep

28、p曲線法曲線法 46 在第在第4點(diǎn)處有點(diǎn)處有z4/ s40.195 p p = = p p ) )4.5 4.5 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e elgplgp曲線法曲線法 DD57cp0 0e e0 00 0. .4 42 2e eBCep p( (l lg g) )c. c. 欠固結(jié)土欠固結(jié)土c c0 00 0( (p p = = p p p p ) )0 0p p假定假定 土取出地面后體積不變，即（土取出地面后體積不變，即（e e0 0,p,pc c）在原位）在原位 壓縮曲線上；壓縮曲線上； 0.42e 0.42e0 0處的土與原狀土一致，不受擾動(dòng)影響。處的土與原狀土一致，不受擾動(dòng)影響。

29、現(xiàn)場壓縮曲線的推求現(xiàn)場壓縮曲線的推求 確定確定p pc c的作用線；的作用線； 過過e e0 0作水平線與作水平線與 p pc c作用線交于作用線交于B B點(diǎn)；點(diǎn)； 過過B B和和C C點(diǎn)的直線即為原位壓縮曲線。點(diǎn)的直線即為原位壓縮曲線。 過過0.42e0.42e0 0 作水平線與作水平線與e-lgpe-lgp曲線交于點(diǎn)曲線交于點(diǎn)C C4.5 4.5 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e elgplgp曲線法曲線法 58（1）選擇沉降計(jì)算斷面和計(jì)算點(diǎn)，確定基底壓力；）選擇沉降計(jì)算斷面和計(jì)算點(diǎn)，確定基底壓力；（2）將地基分層；）將地基分層；（3）計(jì)算地基中各分層面的自重應(yīng)力及土層平均自重應(yīng)力）計(jì)算地基

30、中各分層面的自重應(yīng)力及土層平均自重應(yīng)力p0i；（4）計(jì)算地基中各分層面的豎向附加應(yīng)力及土層平均附加應(yīng)力；）計(jì)算地基中各分層面的豎向附加應(yīng)力及土層平均附加應(yīng)力；（5）根據(jù)室內(nèi)壓縮曲線確定前期固結(jié)應(yīng)力）根據(jù)室內(nèi)壓縮曲線確定前期固結(jié)應(yīng)力pci ；判定土層是屬于正常；判定土層是屬于正常固結(jié)土、超固結(jié)土或欠固結(jié)土并推求現(xiàn)場壓縮曲線；固結(jié)土、超固結(jié)土或欠固結(jié)土并推求現(xiàn)場壓縮曲線；（6）對(duì)正常固結(jié)土、超固結(jié)土和欠固結(jié)土分別用不同的方法求各分）對(duì)正常固結(jié)土、超固結(jié)土和欠固結(jié)土分別用不同的方法求各分層的壓縮量，然后將各分層的壓縮量累加得總沉降量，即層的壓縮量，然后將各分層的壓縮量累加得總沉降量，即S=Si 。三

31、、三、 elgp曲線法計(jì)算地基最終沉降曲線法計(jì)算地基最終沉降4.5 4.5 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e elgplgp曲線法曲線法 59（一）正常固結(jié)土的沉降計(jì)算（一）正常固結(jié)土的沉降計(jì)算0 0i ie eep p( (l lg g) )0 0i ii ip p + + p pci0ici0ip= pp= p0i 0ip pciCi p pi i e e4.5 4.5 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e elgplgp曲線法曲線法 iiiciiicipppCpppCe0000lglglgiiiiiiiipppeHHeeS0000lg1160（二）超固結(jié)土的沉降計(jì)算（二）超固結(jié)土的沉降計(jì)算ici

32、siicisiippCppCe00lglglgciiicciiicipppCpppCe00lglglgciiiciicisiiiipppCppCeee00lglg0i 0ip p0i 0ip p0 0i ii ip p + + p pi i p pi i e ecipcipi i e ei i e e01.iciipppciC0 0i ie ee plgsiC4.5 4.5 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e elgplgp曲線法曲線法 ciiiciicisiiiiiipppCppCeHHeeS0000lglg1161i i p p0 0i ii ip p + + p pi i e e02.ici

33、ipppiiisiiiisiipppCpppCe0000lglglg（二）超固結(jié)土的沉降計(jì)算（二）超固結(jié)土的沉降計(jì)算4.5 4.5 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e elgplgp曲線法曲線法 0i 0ip p0i 0ip pcipcipciC0 0i ie ee plgsiCiiiiiiiipppeHHeeS0000lg1162（三）欠固結(jié)土的沉降計(jì)算（三）欠固結(jié)土的沉降計(jì)算ciicciicipppCpppCe00lglglgep p( (l lg g) )cipcip0i 0ip p0i 0ip pi i p p0 0i ii ip p + + p pi i e ei i e e0 0i i

34、e e4.5 4.5 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e elgplgp曲線法曲線法 ciiiiiiiipppeHHeeS000lg1163 ep曲線法與曲線法與elgp曲線法計(jì)算地基最終沉降的相同點(diǎn)：曲線法計(jì)算地基最終沉降的相同點(diǎn)：（1）以單向壓縮量公式，即）以單向壓縮量公式，即無側(cè)向變形條件下無側(cè)向變形條件下壓縮量公式壓縮量公式 計(jì)算地基最終沉降；計(jì)算地基最終沉降；（2）都用分層總和法）都用分層總和法 。4.5 4.5 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e elgplgp曲線法曲線法 ep曲線法與曲線法與elgp曲線法計(jì)算地基最終沉降的不同點(diǎn)：曲線法計(jì)算地基最終沉降的不同點(diǎn)：（1） ep曲線法中曲線

35、法中 e由室內(nèi)壓縮曲線求得，而由室內(nèi)壓縮曲線求得，而elgp曲線法中則由曲線法中則由現(xiàn)場壓縮曲線求得；現(xiàn)場壓縮曲線求得；（2）ep曲線法中初始孔隙比根據(jù)初始應(yīng)力由室內(nèi)壓縮曲線求得，而曲線法中初始孔隙比根據(jù)初始應(yīng)力由室內(nèi)壓縮曲線求得，而elgp曲線法中初始孔隙比用曲線法中初始孔隙比用e0 ；（3） ep曲線法沒有考慮應(yīng)力歷史對(duì)土的壓縮性的影響，而曲線法沒有考慮應(yīng)力歷史對(duì)土的壓縮性的影響，而elgp曲曲線法考慮了應(yīng)力歷史。線法考慮了應(yīng)力歷史。64【例題】有一倉庫面積為【例題】有一倉庫面積為1010m，堆荷為，堆荷為80kPa，地基剖面見圖（，地基剖面見圖（a）。）。從粘土層中心部位取樣做室內(nèi)壓縮試

36、驗(yàn)得到壓縮曲線如圖（從粘土層中心部位取樣做室內(nèi)壓縮試驗(yàn)得到壓縮曲線如圖（b）所示。土樣）所示。土樣的初始孔隙比的初始孔隙比e0=0.67。試求倉庫中心處的沉降量（砂土壓縮量不計(jì)）。試求倉庫中心處的沉降量（砂土壓縮量不計(jì)）4.5 4.5 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e elgplgp曲線法曲線法 988m8065解解:（1）確定沉降計(jì)算點(diǎn)及基底壓力：沉降計(jì)算點(diǎn)為基礎(chǔ)中心點(diǎn)，）確定沉降計(jì)算點(diǎn)及基底壓力：沉降計(jì)算點(diǎn)為基礎(chǔ)中心點(diǎn)， 基底壓力為基底壓力為p=80kPa。 （2）地基分層：砂土層及粘土層下的基巖的沉降量不計(jì)，故只需將）地基分層：砂土層及粘土層下的基巖的沉降量不計(jì)，故只需將 粘土分層。取粘土

37、分層。取Hi=0.4b=0.410=4m。 （3）計(jì)算自重應(yīng)力并繪分布曲線。粘土層頂面的自重應(yīng)力為）計(jì)算自重應(yīng)力并繪分布曲線。粘土層頂面的自重應(yīng)力為 s1=118+18=26kPa 粘土層中心處的自重應(yīng)力為粘土層中心處的自重應(yīng)力為 s2= s1 +94=62kPa 粘土層底面的自重應(yīng)力為粘土層底面的自重應(yīng)力為 s3= s2 +94=98kPa4.5 4.5 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e elgplgp曲線法曲線法 66則兩粘土層的平均自重應(yīng)力分別為則兩粘土層的平均自重應(yīng)力分別為44，80kPa。（4）求地基中的附加應(yīng)力并繪分布曲線。該基礎(chǔ)屬空間問題，根據(jù)第四章表）求地基中的附加應(yīng)力并繪分布曲

38、線。該基礎(chǔ)屬空間問題，根據(jù)第四章表42及式（及式（426），可求得粘土層中各分層的附加應(yīng)力），可求得粘土層中各分層的附加應(yīng)力pi=zi，并由此得，并由此得p1=63kPa， p2=38kPa。自重應(yīng)力和附加應(yīng)力分布如圖（。自重應(yīng)力和附加應(yīng)力分布如圖（a）所示。）所示。4.5 4.5 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e elgplgp曲線法曲線法 801點(diǎn)：z=2mL=5m,b=5m,z=2mm=l/b=1,n=z/b=0.4查表4-2得：Ks=0.240110m10m80kPakPa77802401. 04K4spz同理可得同理可得2點(diǎn)，點(diǎn)，3點(diǎn)的附加應(yīng)力，然后求各層平均值點(diǎn)的附加應(yīng)力，然后求各層

39、平均值67（5）確定前期固結(jié)應(yīng)力，推求現(xiàn)場壓縮曲線。）確定前期固結(jié)應(yīng)力，推求現(xiàn)場壓縮曲線。畫出室內(nèi)壓縮曲線如圖（畫出室內(nèi)壓縮曲線如圖（b）所示，得到粘土層的前期固結(jié)壓力）所示，得到粘土層的前期固結(jié)壓力pc=62kPa。步驟。步驟3中已求得粘土層中心處的自重應(yīng)力中已求得粘土層中心處的自重應(yīng)力p0=62kPa。即。即pc= p0，所以該粘土層為正常固，所以該粘土層為正常固結(jié)土。結(jié)土。由由e0與前期固結(jié)應(yīng)力得交點(diǎn)與前期固結(jié)應(yīng)力得交點(diǎn)D，D點(diǎn)即為現(xiàn)場壓縮曲線的起點(diǎn)；再由點(diǎn)即為現(xiàn)場壓縮曲線的起點(diǎn)；再由0.42e0（0.28）在室內(nèi)壓縮曲線上得交點(diǎn)）在室內(nèi)壓縮曲線上得交點(diǎn)C，作，作D點(diǎn)和點(diǎn)和C點(diǎn)的連線，即

40、為要求的現(xiàn)場壓縮曲線，點(diǎn)的連線，即為要求的現(xiàn)場壓縮曲線，如圖如圖(b)所示。從壓縮曲線上可讀得所示。從壓縮曲線上可讀得C點(diǎn)的橫坐標(biāo)為點(diǎn)的橫坐標(biāo)為350kPa，所以現(xiàn)場壓縮指數(shù)，所以現(xiàn)場壓縮指數(shù) Cc=(0.67-0.28)/lg(350/62)=0.5268（6）計(jì)算沉降量。）計(jì)算沉降量。粘土層各分層的沉降量可用式（粘土層各分層的沉降量可用式（512）求得。）求得。一般說來，對(duì)不同分層，如果土質(zhì)相同，則取一般說來，對(duì)不同分層，如果土質(zhì)相同，則取Cci相等；如果土質(zhì)不同，則應(yīng)對(duì)相等；如果土質(zhì)不同，則應(yīng)對(duì)各分層分別求出其壓縮指數(shù)。至于各分層分別求出其壓縮指數(shù)。至于eoi，不同土質(zhì)，各分層的，不同土

41、質(zhì)，各分層的eo當(dāng)然不同。但對(duì)當(dāng)然不同。但對(duì)于相同土質(zhì)的各分層，如果土質(zhì)較厚，也應(yīng)考慮初始孔隙比于相同土質(zhì)的各分層，如果土質(zhì)較厚，也應(yīng)考慮初始孔隙比eo隨深度的變化。隨深度的變化。4.5 4.5 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e elgplgp曲線法曲線法 試樣是從粘土層中心取出并測得其試樣是從粘土層中心取出并測得其eo=0.67，因而第，因而第1分層的分層的eo應(yīng)大于應(yīng)大于0.67，第二，第二分層的分層的eo應(yīng)小于應(yīng)小于0.67。第。第1，2分層的初始孔隙比可用下式求得分層的初始孔隙比可用下式求得式中，式中，eo和和po為已知點(diǎn)的初始孔隙比和自重應(yīng)力，為已知點(diǎn)的初始孔隙比和自重應(yīng)力，eoi和和

42、poi為某分層（中心點(diǎn)）的初為某分層（中心點(diǎn)）的初始孔隙比和自重應(yīng)力。用此式可求得粘土層中第始孔隙比和自重應(yīng)力。用此式可求得粘土層中第1，2分層的初始孔隙比分別為分層的初始孔隙比分別為e01=0.67-0.52lg(44/62)=0.593， e02=0.67-0.52lg(80/62)=0.728如本例題中，如本例題中，)lg(lgeC12212221ppeeppec69那么，倉庫中心點(diǎn)的沉降量計(jì)算為那么，倉庫中心點(diǎn)的沉降量計(jì)算為4.5 4.5 地基沉降計(jì)算的地基沉降計(jì)算的e elgplgp曲線法曲線法 cmcmcmcmpPpCeHiiiciii9 .69)3 .206 .49(803880

43、lg52. 0728. 01400456345lg52. 0596. 01400lg1S00070一、飽和土的滲透固結(jié)一、飽和土的滲透固結(jié)物理模型物理模型彈簧活塞模型彈簧活塞模型4.6 4.6 地基沉降與時(shí)間的關(guān)系地基沉降與時(shí)間的關(guān)系0t t0 twph pphh 0h p附加應(yīng)力附加應(yīng)力:z=p超靜孔壓超靜孔壓: u = z=p有效應(yīng)力有效應(yīng)力: :z=0滲流固結(jié)過程變形逐漸增加滲流固結(jié)過程變形逐漸增加附加應(yīng)力附加應(yīng)力:z=p超靜孔壓超靜孔壓: u 0附加應(yīng)力附加應(yīng)力:z=p超靜孔壓超靜孔壓: u =0有效應(yīng)力有效應(yīng)力: :z=pp71 從固結(jié)模型模擬的土體的從固結(jié)模型模擬的土體的固結(jié)過程固

44、結(jié)過程可以看出：可以看出： 在某一壓力作用下，飽和土的固結(jié)過程就是在某一壓力作用下，飽和土的固結(jié)過程就是土體中各點(diǎn)的超孔隙土體中各點(diǎn)的超孔隙水應(yīng)力不斷消散、附加有效應(yīng)力相應(yīng)增加的過程水應(yīng)力不斷消散、附加有效應(yīng)力相應(yīng)增加的過程，或者說是超孔隙水，或者說是超孔隙水應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)化為附加有效應(yīng)力的過程，而在這種轉(zhuǎn)化的過程中，任一應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)化為附加有效應(yīng)力的過程，而在這種轉(zhuǎn)化的過程中，任一時(shí)刻任一深度上的應(yīng)力始終遵循著時(shí)刻任一深度上的應(yīng)力始終遵循著有效應(yīng)力原理，即有效應(yīng)力原理，即p = u + 。 因此，關(guān)于因此，關(guān)于求解地基沉降與時(shí)間關(guān)系求解地基沉降與時(shí)間關(guān)系的問題，實(shí)際上就的問題，實(shí)際上就變成求解變成

45、求解在附加應(yīng)力作用下，地基中各點(diǎn)的超孔隙水應(yīng)力隨時(shí)間變化的問題。在附加應(yīng)力作用下，地基中各點(diǎn)的超孔隙水應(yīng)力隨時(shí)間變化的問題。 因?yàn)橐坏┠硶r(shí)刻的超孔隙水應(yīng)力確定，附加有效應(yīng)力就可根據(jù)有因?yàn)橐坏┠硶r(shí)刻的超孔隙水應(yīng)力確定，附加有效應(yīng)力就可根據(jù)有效應(yīng)力原理求得，從而，根據(jù)上節(jié)介紹的理論，求得該時(shí)刻的土層壓效應(yīng)力原理求得，從而，根據(jù)上節(jié)介紹的理論，求得該時(shí)刻的土層壓縮量。縮量。72二、太沙基（二、太沙基（Terzaghi）單向固結(jié)理論）單向固結(jié)理論實(shí)踐背景：實(shí)踐背景：大面積均布荷載大面積均布荷載p不透水巖層不透水巖層飽和壓縮層飽和壓縮層z=pp側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)側(cè)限應(yīng)力狀態(tài)土層均勻且完全飽和；土層均勻且完全飽

46、和；土顆粒與水不可壓縮；土顆粒與水不可壓縮；變形是單向壓縮（水的滲出和土層壓縮是單向的）；變形是單向壓縮（水的滲出和土層壓縮是單向的）；無限均布荷載且一次施加；無限均布荷載且一次施加；假定假定 z z = const= const滲流符合達(dá)西定律且滲透系數(shù)保持不變；滲流符合達(dá)西定律且滲透系數(shù)保持不變；壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)a a是常數(shù)。是常數(shù)。1 1、基本假定、基本假定732 2、建立方程、建立方程微元體斷面為微元體斷面為dxdy微小單元（微小單元（11dz）微小時(shí)段（微小時(shí)段（dt）zdz11不透水巖層不透水巖層飽和壓縮層飽和壓縮層z zdtdzzqq）（qdt由于滲流自下而上進(jìn)行，設(shè)在外荷載施加

47、后某時(shí)刻由于滲流自下而上進(jìn)行，設(shè)在外荷載施加后某時(shí)刻t流入單元體的水量為：流入單元體的水量為：流出單元體的水量為：流出單元體的水量為：所以在所以在dt時(shí)間內(nèi)流經(jīng)該單元體的水量變化為：時(shí)間內(nèi)流經(jīng)該單元體的水量變化為：）（1.dzdtzqqdtdtdzzqq）（，得由2.dxdyzvzqvdxdyvAq為單元頂面的流速。為單元底面的流速，則式中，dzzvvv為孔隙水壓力的水頭。；式中：，則有根據(jù)達(dá)西定律hzhkvkivzukzhkvw，因此，即又因?yàn)?，wwuhhu7422:zukzvw求偏導(dǎo)）得：）再代入式（），式（上式代入式（122）（而孔隙體積的壓縮量：4.1)1()(dxdydzededxd

48、ydzeednVddVVvdttuaaduuadaddeaddezz)(,所以：因?yàn)椋海ㄊ降么耄?.1)4dxdydzdttueaV）式（）即式（時(shí)間內(nèi)，對(duì)于飽和土體，53,Vqdtdxdydzdttueadxdydzdtzukw122即)5.()1(2222zuCzueaktuvw化簡得：的孔隙水應(yīng)力表達(dá)式，用它來求解任一時(shí)刻）是一個(gè)拋物線型方程方程（t5均孔隙比為土層固結(jié)過程中的平年，其中為土的豎向固結(jié)系數(shù)，式中：mwmveaek/cm)1 (C2）（1.dzdtzqqdtdtdzzqq）（2.dxdyzvzq）（3.22dxdydzdtzukqw75不透水巖層不透水巖層飽和壓縮層飽和

49、壓縮層z=pHp0t t0 tz t , zuz t , z t , zut , z z 0 z H:u=pz=0: u=0z=H: u z 0 z H: u=0z z3 3、固結(jié)微分方程求解：、固結(jié)微分方程求解：初始邊界條件：初始邊界條件：76vv2CTtH 時(shí)間因數(shù)時(shí)間因數(shù)反映孔隙水壓力的消散程度反映孔隙水壓力的消散程度固結(jié)程度固結(jié)程度v22T4m1mt ,zeH2zmsinm1p4u 式中，式中，m正奇數(shù)（正奇數(shù)（1，3，5.）；）；Tv時(shí)間因子。時(shí)間因子。土體中的孔隙水壓力是時(shí)間和深度的函數(shù)。土體中的孔隙水壓力是時(shí)間和深度的函數(shù)。其中，其中，H為最大排水距離，在單面排水條件下為土層厚度

50、，在雙面排水為最大排水距離，在單面排水條件下為土層厚度，在雙面排水條件下為土層厚度的一半。條件下為土層厚度的一半。根據(jù)上述邊界條件，應(yīng)用傅里葉級(jí)數(shù)，根據(jù)上述邊界條件，應(yīng)用傅里葉級(jí)數(shù)，可求得：可求得：77三、固結(jié)度及其應(yīng)用三、固結(jié)度及其應(yīng)用所謂所謂固結(jié)度固結(jié)度，就是指在某一附加應(yīng)力下，經(jīng)某一時(shí)間，就是指在某一附加應(yīng)力下，經(jīng)某一時(shí)間t后，土體發(fā)生固結(jié)后，土體發(fā)生固結(jié)或孔隙水應(yīng)力消散的程度。對(duì)某一深度或孔隙水應(yīng)力消散的程度。對(duì)某一深度z處土層經(jīng)時(shí)間處土層經(jīng)時(shí)間t后，該點(diǎn)的固結(jié)后，該點(diǎn)的固結(jié)度可用下式表示度可用下式表示式中：式中：uo初始孔隙水應(yīng)力，其大小即等于該點(diǎn)的附加應(yīng)力初始孔隙水應(yīng)力，其大小即等

51、于該點(diǎn)的附加應(yīng)力p； ut時(shí)刻該點(diǎn)的孔隙水應(yīng)力。時(shí)刻該點(diǎn)的孔隙水應(yīng)力。某一點(diǎn)的固結(jié)度對(duì)于解決工程實(shí)際問題來說并不重要，為此，常常引入某一點(diǎn)的固結(jié)度對(duì)于解決工程實(shí)際問題來說并不重要，為此，常常引入土層平均固結(jié)度土層平均固結(jié)度的概念。的概念。78或者或者式中：式中：st經(jīng)過時(shí)間經(jīng)過時(shí)間t后的基礎(chǔ)沉降量；后的基礎(chǔ)沉降量； s基礎(chǔ)的最終沉降量?；A(chǔ)的最終沉降量。 dzdzu1dzdzUzt , zH0zH0t , zt總總應(yīng)應(yīng)力力分分布布面面積積有有效效應(yīng)應(yīng)力力分分布布面面積積79附加應(yīng)力（沿豎向）均勻分布附加應(yīng)力（沿豎向）均勻分布 00Hu dzpH2242218111,3,5vmTmUemm 平均

52、固結(jié)度：平均固結(jié)度： 土層的平均固結(jié)度是土層的平均固結(jié)度是時(shí)間因數(shù)時(shí)間因數(shù)T Tv v的單值函數(shù)，它的單值函數(shù)，它與所加的附加應(yīng)力與所加的附加應(yīng)力的大小無關(guān)的大小無關(guān)，但，但與附加應(yīng)力的分布形態(tài)與附加應(yīng)力的分布形態(tài)有關(guān)有關(guān)。定義為定義為透水面上的附加應(yīng)力與不透水面上附加應(yīng)力透水面上的附加應(yīng)力與不透水面上附加應(yīng)力之比。之比。 zz 反映附加應(yīng)力分布形態(tài)的參數(shù)反映附加應(yīng)力分布形態(tài)的參數(shù) ：224141sin1,3,52vmTmm zupemmH80情況情況1，其附加應(yīng)力隨深度呈逐漸增大的正三角形分布。其初始條件為，其附加應(yīng)力隨深度呈逐漸增大的正三角形分布。其初始條件為：當(dāng)：當(dāng)t=0時(shí)，時(shí)，0zHz

53、H， 。Hzuz/0 221(21)433132( 1)11,2,3(21)vnnTnUenn = 1= 1z z z z = = 0 0 1 1 1 1 = 0= 0實(shí)踐背景：實(shí)踐背景：H H小，小，p p大大大面積堆載大面積堆載自重應(yīng)力自重應(yīng)力附加應(yīng)力附加應(yīng)力自重應(yīng)力自重應(yīng)力附加應(yīng)力附加應(yīng)力壓縮土層底面的附壓縮土層底面的附加應(yīng)力還不接近零加應(yīng)力還不接近零應(yīng)力分布：應(yīng)力分布：01423基本情況：基本情況：不透水邊界不透水邊界透水邊界透水邊界81= 1= 1z z z z = = 0 0 1 1 1 1 = 0= 0實(shí)踐背景：實(shí)踐背景：H H小，小，p p大大大面積堆載大面積堆載自重應(yīng)力自重應(yīng)力附加應(yīng)力附加應(yīng)力自重應(yīng)力自重應(yīng)力附加應(yīng)力附加應(yīng)力壓縮土層底面的附加壓縮土層底面的附加應(yīng)力還不接近零應(yīng)力還不接近零應(yīng)力分布：應(yīng)力分布：01423基本情況：基本情況：不透水邊界不透水邊界透水邊界透水邊界1)1 (2TRUUUUR-矩形分布附加應(yīng)力下的土層固結(jié)度矩形分布附加應(yīng)力下