土力学课件清华大学第四章

土的压缩性与地基沉降计算第四章 工程实例§4土的压缩性与地基沉降计算问题：沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。左侧建筑物于1969年加固。墨西哥某宫殿左部：1709年；右部：1622年；地基：20多米厚的粘土 Kiss由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触 基坑开挖，引起阳台裂缝 修建新建筑物：引起原有建筑物开裂 高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除 建筑物立面高差过大 建筑物过长：长高比7.6:1 土具有压缩性荷载作用地基发生沉降荷载大小土的压缩特性地基厚度一致沉降（沉降量）差异沉降（沉降差）建筑物上部结构产生附加应力影响结构物的安全和正常使用概述§4土的压缩性与地基沉降计算土的特点（碎散、三相）沉降具有时间效应－沉降速率 压缩性测试最终沉降量一维压缩一维固结沉降速率三维固结修正复杂条件下的计算公式简化条件主线、重点：一维问题！§4土的压缩性与地基沉降计算§4.1土的压缩性测试方法§4.3地基的最终沉降量计算§4.4饱和土体的渗流固结理论室内试验室外试验侧限压缩、三轴压缩等荷载试验、旁压试验等概述§4.2一维压缩性及其指标较复杂应力状态？ §4土的压缩性与地基沉降计算§4.1土的压缩性测试方法§4.2一维压缩性及其指标§4.3地基的最终沉降量计算§4.4饱和土体的渗流固结理论 §4土的压缩性与地基沉降计算§4.1土的压缩性测试方法一、侧限压缩试验及其应力－应变关系（复习）水槽内环环刀透水石试样传压板百分表施加荷载，静置至变形稳定逐级加大荷载测定：轴向应力轴向变形试验结果： §4土的压缩性与地基沉降计算§4.1土的压缩性测试方法一、侧限压缩试验及其应力－应变关系应力应变关系－以某种粘土为例1Es1Ee非线性弹塑性侧限变形模量： §4土的压缩性与地基沉降计算二、三轴压缩试验及其应力－应变关系（复习）§4.1土的压缩性测试方法试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆有机玻璃罩橡皮膜透水石顶帽量测体变或孔隙水压力测定：轴向应变轴向应力体变或孔隙水压力类型施加σ3时施加σ1－σ3时量测固结排水固结排水体变固结不排水固结不排水孔隙水压力不固结不排水不固结不排水孔隙水压力 §4土的压缩性与地基沉降计算§4.1土的压缩性测试方法二、三轴压缩试验及其应力－应变关系v应力应变关系－以某种粘土固结排水试验为例与围压有关非线性弹塑性剪胀性 §4土的压缩性与地基沉降计算§4.1土的压缩性测试方法三、普遍应力－应变关系及本构模型1.土变形的物理机制（原因）土受力以后为什么会表现出上述变形特性？——土的特殊性弹性变形体应变主要是由于孔隙体积变化引起的；剪应变主要是由于土颗粒的大小和排列形态变化引起的。接触点处弹性变形弹性挠曲变形颗粒滚爬的可逆性封闭气泡受压塑性变形大孔隙消失接触点颗粒破碎颗粒相对滑移扁平颗粒断裂 31s-s1e2131s-s1e21非线性弹性31s-s1e132431s-s1e1324弹塑性线弹性-理想塑性31s-s1efs1E31s-s1efs31s-s1efs1E2.土的本构模型§4土的压缩性与地基沉降计算§4.1土的压缩性测试方法三、普遍应力－应变关系及本构模型 §4土的压缩性与地基沉降计算§4.1土的压缩性测试方法及应力应变关系四、荷载试验与旁压试验自学 §4土的压缩性与地基沉降计算§4.1土的压缩性测试方法§4.2一维压缩性及其指标§4.3地基的最终沉降量计算§4.4饱和土体的渗流固结理论 §4土的压缩性与地基沉降计算§4.2一维压缩性及其指标一、e-σ′曲线二、e-lgσ′曲线三、先期固结压力四、原位压缩曲线及原位再压缩曲线 §4土的压缩性与地基沉降计算§4.2一维压缩性及其指标一、e-σ′曲线01002003004000.60.70.80.91.0e §4土的压缩性与地基沉降计算§4.2一维压缩性及其指标一、e-σ′曲线01002003004000.60.70.80.91.0e压缩系数，KPa-1，MPa-11e0侧限压缩模量,KPa,MPa侧限变形模量固体颗粒孔隙体积压缩系数，KPa-1，MPa-1 §4土的压缩性与地基沉降计算§4.2一维压缩性及其指标一、e-σ′曲线01002003004000.60.70.80.91.0e压缩系数，KPa-1a1-2常用作比较土的压缩性大小土的类别a1-2(MPa-1)高压缩性土0.5中压缩性土0.1-0.5低压缩性土<0.1 单向压缩试验的各种参数的关系指标指标amvEsa1mv(1+e0)(1+e0)/Esmva/(1+e0)11/EsEs(1+e0)/a1/mv1§4土的压缩性与地基沉降计算§4.2一维压缩性及其指标一、e-σ′曲线 §4土的压缩性与地基沉降计算§4.2一维压缩性及其指标二、e-lgσ′曲线10010000.60.70.80.9eCc11Ce压缩指数Ce回弹指数（再压缩指数）Ce<s：超固结土p<s：欠固结土OCR=1：正常固结OCR>1：超固结OCR<1：欠固结相同σs时，一般OCR越大，土越密实，压缩性越小超固结比： 三、先期固结压力§4土的压缩性与地基沉降计算§4.2一维压缩性及其指标eABCDmrmin123先期固结压力σp的确定：Casagrande法(f)B点对应于先期固结压力p(b)作水平线m1(c)作m点切线m2(d)作m1,m2的角分线m3(e)m3与试验曲线的直线段交于点B(a)在e-lgσ’压缩试验曲线上，找曲率最大点mp §4土的压缩性与地基沉降计算§4.2一维压缩性及其指标四、原位压缩曲线及原位再压缩曲线eab——沉积bb’——取样b’cd——室内试验地下水位上升土层剥蚀冰川融化引起卸载，使土处于回弹状态原状土的原位压缩曲线：客观存在的，无法直接得到正常固结土：超固结土：？ ①确定先期固结压力σp②过e0作水平线与σp作用线交于B。由假定①知，B点必然位于原状土的初始压缩曲线上；③以0.42e0在压缩曲线上确定C点，由假定②知，C点也位于原状土的初始压缩曲线上；土样取出以后e不变，等于原状土的初始孔隙比e0，因而，（e0,σp）点应位于原状土的初始压缩曲线上；②0.42e0时，土样不受到扰动影响。a.正常固结土假定：推定：原位压缩曲线的近似推求④通过B、C两点的直线即为所求的位压缩曲线。§4土的压缩性与地基沉降计算§4.2一维压缩性及其指标四、原位压缩曲线及原位再压缩曲线 b.超固结土假定：①土取出地面后体积不变，即（e0,σs）在原位再压缩曲线上；②再压缩指数Ce为常数；③0.42e0处的土与原状土一致，不受扰动影响。推定：①确定σs，σp的作用线；②过e0作水平线与σs作用线交于D点；⑤过B和C点作直线即为原位压缩压缩曲线。③过D点作斜率为Ce的直线，与σp作用线交于B点，DB为原位再压缩曲线；④过0.42e0作水平线与e-lgσ’曲线交于点C；原位压缩曲线的近似推求§4土的压缩性与地基沉降计算§4.2一维压缩性及其指标四、原位压缩曲线及原位再压缩曲线 §4土的压缩性与地基沉降计算§4.1土的压缩性测试方法§4.2一维压缩性及其指标§4.3地基的最终沉降量计算§4.4饱和土体的渗流固结理论 §4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算最终沉降量S∞：t∞时地基最终沉降稳定以后的最大沉降量，不考虑沉降过程。不可压缩层可压缩层σz=pp §4土的压缩性与地基沉降计算一、单一土层一维压缩问题二、地基最终沉降量分层总和法三、地基沉降计算的若干问题§4.3地基的最终沉降量计算 §4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算1、计算简图压缩前压缩后侧限条件σz=ppHH/2H/2γ,e1一、单一土层一维压缩问题（a）e-σ´曲线（b）e-lgσ´曲线 ee1e2p1p2p§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算2、计算公式一、单一土层一维压缩问题（a）e-σ´曲线 §4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算2、计算公式一、单一土层一维压缩问题（b）e-lgσ´曲线优点:可使用推定的原状土压缩曲线；可以区分正常固结土和超固结土并分别进行计算。正常固结土：超固结土(并假定p2>p)：p 以公式为例确定：测定：e-p曲线或者e-lgp曲线查定：算定：§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算3、计算步骤一、单一土层一维压缩问题侧限条件Hσz=ppH/2H/2γ,e1ee1e2p1p2p 1、基本假定和基本原理理论上不够完备，缺乏统一理论；单向压缩分层总和法是一个半径验性方法。§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法（a）假设基底压力为线性分布（b）附加应力用弹性理论计算（c）只发生单向沉降：侧限应力状态（d）只计算固结沉降，不计瞬时沉降和次固结沉降（e）将地基分成若干层，认为整个地基的最终沉降量为各层沉降量之和： 2、计算步骤§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法情况1不考虑地基回弹的情形：沉降量从原基底算起；适用于基础底面积小，埋深浅，施工快。考虑地基回弹的情形：沉降量从回弹后的基底算起；基础底面大，埋深大，施工期长。情况2d地面基底已知：地基各土层的压缩曲线原状土压缩曲线 d地面基底2、计算步骤－情况1§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法(a)计算原地基中自重应力分布(b)基底附加压力p0pp0dp0=p-d(c)确定地基中附加应力z分布自重应力附加应力(d)确定计算深度zn①一般土层：σz=0.2σsz；②软粘土层：σz=0.1σsz；③一般房屋基础：Zn=B(2.5-0.4lnB)；④基岩或不可压缩土层。沉降计算深度σsz从地面算起；σz从基底算起；σz是由基底附加应力p-γd引起的 2、计算步骤－情况1§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法(a)计算原地基中自重应力分布(b)基底附加压力p0(c)确定地基中附加应力z分布(d)确定计算深度znd地面基底pp0d自重应力附加应力沉降计算深度(e)地基分层Hi①不同土层界面；②地下水位线；③每层厚度不宜0.4B或4m；④z变化明显的土层，适当取小。(g)各层沉降量叠加Si(f)计算每层沉降量SisziziHi d地面基底2、计算步骤－情况2§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法(a)计算原地基中自重应力分布(b)计算开挖后地基中自重应力分布(c)确定地基中附加应力z分布p’szizi下同情况1自重应力附加应力 ee1ie2iszip2izi§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算3、计算公式（a）e-σ´曲线二、地基最终沉降量分层总和法d地面基底pp0d自重应力附加应力沉降计算深度sziziHi §4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算3、计算公式（a）e-σ´曲线二、地基最终沉降量分层总和法0zi0z(i-1)Ai附加应力p0规范法zi-1zi平均附加应力系数 正常固结土（b）用e-lgσ´曲线计算§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法3、计算公式d地面基底pp0d自重应力附加应力沉降计算深度sziziHi §4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法3、计算公式d地面基底pp0d自重应力附加应力沉降计算深度sziziHipi超固结土（b）用e-lgσ´曲线计算 考虑地基回弹的沉降量计算条件：正常固结土，e-lgσ´曲线基面面积大，埋深大，施工期长i层地基的沉降量Si=再压缩沉降量S1i+压缩沉降量S2i§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法3、计算公式类似于超固结土的计算；式中采用开挖前地基的天然孔隙比e1i，无论是回弹、再压缩或压缩，均是相对于开挖前的拟定基底高程而言。三者的基准点均是e1i状态时的Hi。d地面基底p’szizi自重应力附加应力 §4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法3、计算公式d地面基底p’szizi自重应力附加应力 各种假定导致S的误差，如：①取中点下附加应力值，使S偏大;②侧限压缩使计算值偏小；③地基不均匀性导致的误差等。软粘土（应力集中）S偏小,Ψs>1硬粘土（应力扩散）S偏大,Ψs<1沉降经验修正系数§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法4、结果修正基底压力线性分布假设弹性附加应力计算单向压缩的假设只计主固结沉降原状土现场取样的扰动参数线性的假设按中点下附加应力计算 基底附加应力2.54.07.015.020.0p0fk1.41.31.00.40.2p00.75fk1.11.00.70.40.2表4-6沉降计算经验系数s§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法4、结果修正0zi0z(i-1)Ai附加应力p0s=1.4-0.2,(1)与土质软硬有关,(2)与基底附加应力p0/fk的大小有关fk：地基承载力标准值 要点小结：①准备资料②应力分布③沉降计算建筑基础（形状、大小、重量、埋深）地基各土层的压缩曲线原状土压缩曲线计算断面和计算点确定计算深度确定分层界面计算各土层的szi，zi计算各层沉降量地基总沉降量自重应力基底压力基底附加应力附加应力④结果修正§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算二、地基最终沉降量分层总和法 三.地基沉降计算的若干问题§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算3、单向分层总和法的评价2、砂性土地基的沉降计算1、粘土地基的沉降量计算 1、粘土地基的沉降量计算研究表明：粘性土地基在基底压力作用下的沉降量S由三种不同的原因引起：次固结沉降Ss主固结沉降完成以后，在有效应力不变条件下，由于土骨架的蠕变特性引起的变形。这种变形的速率与孔压消散的速率无关，取决于土的蠕变性质，既包括剪应变，又包括体应变。初始沉降(瞬时沉降)Sd有限范围的外荷载作用下地基由于发生侧向位移(即剪切变形)引起的。主固结沉降(渗流固结沉降)Sc由于超孔隙水压力逐渐向有效应力转化而发生的土渗透固结变形引起的。是地基变形的主要部分。§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算三.地基沉降计算的若干问题tSSi：初始瞬时沉降Ss:次固结沉降Sc：主固结沉降 1、粘土地基的沉降量计算三.地基沉降计算的若干问题§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算自学（详见P136-140） 2、砂性土地基的沉降计算原位试验砂性土地基的沉降速率比较快，大部分沉降在施工期间便完成，运用期沉降量一般不会很大。难以取到有代表性的土样标准贯入试验静力触探试验载荷板试验Schmertman（薛迈脱曼）建议的简易算法（P142）基于经验公式的估算方法（P126，公式4-16）三.地基沉降计算的若干问题§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算办法：特点：问题：原位冻结取样单向分层总和法SSS 3、单向分层总和法的评价可计算成层地基；可计算不同形状基础（条、矩、圆）不同分布的基底压力；参数的试验测定方法简单；已经积累了几十年应用的经验，适当修正。（1）基本假定：（2）优点：三.地基沉降计算的若干问题§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算（a）假设基底压力为线性分布（b）附加应力用弹性理论计算（c）只发生单向沉降：侧限应力状态（d）只计算固结沉降，不计瞬时沉降和次固结沉降（e）整个地基的最终沉降量为各层沉降量之和 ①西方②可判定原状土压缩曲线③区分不同固结状态④计算结果偏大相差比较大修正靠经验（3）精度：（4）e-p曲线与e-lgp曲线的对比：①原苏联②无法确定现场土压缩曲线③不区分不同固结状态④计算结果偏小e-σ´e-lgσ´均需修正3、单向分层总和法的评价三.地基沉降计算的若干问题§4土的压缩性与地基沉降计算§4.3地基的最终沉降量计算 作业：习题4-2、4-34.2用Es1-2计算不计沉降计算经验系数s粗砂可以按一层计算4.3D=1.5m考虑沉降计算经验修正系数 作业4－64－7(1),(2),(3),(4),(6) §4土的压缩性与地基沉降计算一、单一土层一维压缩问题二、地基最终沉降量分层总和法三、地基沉降计算的若干问题§4.3地基的最终沉降量计算 §4土的压缩性与地基沉降计算§4.1土的压缩性测试方法§4.2一维压缩性及其指标§4.3地基的最终沉降量计算§4.4饱和土体的渗流固结理论 重点：一维渗流固结沉降与时间之间的关系：饱和土层的渗流固结固结沉降的速度？固结沉降的程度？问题：§4土的压缩性与地基沉降计算§4.4饱和土体的渗流固结理论不可压缩层可压缩层p §4土的压缩性与地基沉降计算§4.4饱和土体的渗流固结理论一、一维渗流固结理论（Terzaghi渗流固结理论）二、固结度的计算四、固结系数的测定五、多维渗流固结理论简介三、有关沉降－时间的工程问题 实践背景：大面积均布荷载p不透水岩层饱和压缩层σz=pp侧限应力状态一、一维渗流固结理论（Terzaghi渗流固结理论）§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算 1、物理模型§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算ppp附加应力:σz=p超静孔压:u=σz=p有效应力:σ’z=0渗流固结过程附加应力:σz=p超静孔压:u0附加应力:σz=p超静孔压:u=0有效应力:σ’z=p一、一维渗流固结理论 2、数学模型一、一维渗流固结理论§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算①土层均匀且完全饱和；②土颗粒与水不可压缩；③变形是单向压缩（水的渗出和土层压缩是单向的）；④荷载均布且一次施加；——假定z=const⑤渗流符合达西定律且渗透系数保持不变；⑥压缩系数a是常数。基本假定：求解思路：总应力已知有效应力原理超静孔隙水压力的时空分布 建立方程：微小单元（1×1×dz）微小时段（dt）2、数学模型一、一维渗流固结理论§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算孔隙体积的变化＝流出的水量土的压缩特性有效应力原理达西定律超静孔隙水压力的时空分布超静孔隙水压力超静孔隙水压力土骨架的体积变化＝不透水岩层饱和压缩层z 建立方程：2、数学模型一、一维渗流固结理论§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算固体体积：孔隙体积：dt时段内：孔隙体积的变化＝流出的水量 建立方程：2、数学模型一、一维渗流固结理论§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算dt时段内：孔隙体积的变化＝流出的水量土的压缩性：有效应力原理：达西定律:孔隙体积的变化＝土骨架的体积变化 Cv反映了土的固结性质：孔压消散的快慢－固结速度；Cv与渗透系数k成正比，与压缩系数a成反比；（cm2/s；m2/year）固结系数建立方程：2、数学模型一、一维渗流固结理论§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算 线性齐次抛物线型微分方程式，一般可用分离变量方法求解。给出定解条件，求解渗流固结方程，就可以解出uz,t。方程求解：2、数学模型一、一维渗流固结理论§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算（1）求解思路： 不透水岩层饱和压缩层σz=pp0zH:u=pz=0:u=0z=H:uz0zH:u=0（2）边界、初始条件：方程求解：2、数学模型一、一维渗流固结理论§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算z (3)微分方程的解时间因数m＝1，3，5，7······方程求解：2、数学模型一、一维渗流固结理论§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算0zH:u=pz=0:u=0z=H:uz0zH:u=0基本微分方程：初始边界条件：微分方程的解：反映孔隙水压力的消散程度－固结程度 H单面排水时孔隙水压力分布双面排水时孔隙水压力分布zz排水面不透水层排水面排水面HH渗流渗流渗流Tv=0Tv=0.05Tv=0.2Tv=0.7Tv=∞Tv=0Tv=0.05Tv=0.2Tv=0.7Tv=∞u0=pu0=p(3)微分方程的解方程求解：2、数学模型一、一维渗流固结理论§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算时间因数m＝1，3，5，7······ 二、固结度的计算一点M：地层：一层土的平均固结度Uz,t=0～1：表征总应力中有效应力所占比例§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算1、基本概念M 2、平均固结度Ut与沉降量St之间的关系t时刻：确定St的关键是确定Ut确定Ut的核心问题是确定uz.t§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算在时间t的沉降与最终沉降量之比二、固结度的计算 3.地基沉降过程计算1)基本计算方法——均布荷载，单向排水情况确定地基的平均固结度Ut已知解得近似简化图表P147，图4-29，曲线①§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算二、固结度的计算Tv－反映固结程度 §4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算二、固结度的计算不透水边界透水边界渗流123 （1）压缩应力分布不同时2)常见计算条件实践背景：H小，p大自重应力附加应力自重应力附加应力压缩土层底面的附加应力还不接近零情况2、3：解析公式（4-59）和（4-60）图表：图4-29情况4、5：叠加原理，公式（4-61）－（4-63）计算公式：应力分布：12534基本情况：§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算3.地基沉降过程计算二、固结度的计算不透水边界透水边界 2.地基沉降过程计算§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算二、固结度的计算不透水边界透水边界渗流123 2)常见计算条件（2）双面排水时无论哪种情况，均按情况1计算；压缩土层深度H取1/2值§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算二、固结度的计算3.地基沉降过程计算透水边界应力分布：12534基本情况：透水边界H 三、有关沉降－时间的工程问题1、求某一时刻t的固结度与沉降量2、求达到某一固结度所需要的时间3、根据前一阶段测定的沉降－时间曲线，推算以后的沉降－时间关系§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算 1、求某一时刻t的固结度与沉降量tTv=Cvt/H2St=UtS§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算三、有关沉降－时间的工程问题 2、求达到某一沉降量(固结度)所需要的时间Ut=St/S从Ut查表（计算）确定Tv§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算三、有关沉降－时间的工程问题 3、根据前一阶段测定的沉降－时间曲线，推算以后的沉降－时间关系对于各种初始应力分布，固结度均可写成：已知：t1－S1t2－S2公式计算，计算t3－S3§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算三、有关沉降－时间的工程问题 四、固结系数确定方法固结系数Cv——反映固结速度的指标,Cv越大，固结越快。确定方法有四种：方法一：直接计算法压缩试验a渗透试验kk与a均是变化的但Cv变化不很大精度较低§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算 方法二：直接测量法压缩试验S-t曲线由理论公式，H——取试样厚度的一半；缺点：由于次固结，S∞不易确定§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算四、固结系数确定方法 §4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算四、固结系数确定方法当U<60%时二者非常接近当U>60%时二者差别逐渐加大(2)试验结果表明：(1)方法三：时间平方根法—经验方法 §4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算四、固结系数确定方法方法三：时间平方根法—经验方法OSS90S0=0OA(e)Cv=0.848H2/t90(a)消除瞬时沉降，确定原点0’(b)试验曲线的直线段，表示为：(c)做直线与试验曲线交于点A(d)点A对应于横坐标(Tv=0.848) 方法四：时间对数法—经验方法§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算四、固结系数确定方法自学（详见P153-154） 五、多维渗流固结理论简介§4.4饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算自学详见：P155-157P346-349 §4土的压缩性与地基沉降计算小结压缩性及测试最终沉降量一维压缩一维固结沉降速率三维固结修正复杂条件下的计算公式主线、重点：一维问题！室内试验室外试验侧限压缩、三轴压缩等荷载试验、旁压试验等 土的压缩性测试方法一、侧限压缩试验及其应力－应变关系二、三轴压缩试验及其应力－应变关系三、普遍应力－应变关系及本构模型四、荷载试验与旁压试验（自学）一维压缩性及其指标一、e-σ′曲线二、e-lgσ′曲线三、先期固结压力四、原位压缩曲线及再压缩曲线一、单一土层一维压缩问题二、地基最终沉降量分层总和法三、地基沉降计算的若干问题地基的最终沉降量计算一、一维渗流固结理论二、固结度的计算三、有关沉降－时间的工程问题四、固结系数的测定五、多维渗流固结理论简介（自学）饱和土体的渗流固结理论§4土的压缩性与地基沉降计算小结