土的压缩性与地基沉降计算土力学教学课件）

土的压缩性与地基沉降计算课程大纲土地基的压缩性地基沉降计算压缩系数的计算与应用均匀荷载与不等沉降地基处理技术案例分析预压固结，振动打桩，地基换填实际工程案例分析土地基的压缩性地基压缩沉降地基稳定性当建筑物施加荷载于土地基时，土地压缩变形导致地面下降，这种下降现土地基的压缩性直接影响建筑物的稳基会发生压缩变形，这种变形称为压象称为沉降定性，过大的压缩会导致建筑物倾斜缩、开裂甚至倒塌影响土地基压缩性的因素土的性质应力状态时间因素环境因素土的矿物成分、颗粒大小荷载大小和分布会影响土土的压缩变形是一个时间温度、湿度、地下水位等、孔隙率等都会影响其压的压缩变形程度过程，时间越长，压缩量环境因素也会影响土的压缩性越大缩性土的压缩性曲线土的压缩性曲线是描述土体在不同压力作用下，其压缩变形规律的曲线曲线通常以垂直压力为横坐标，以对应压力的压缩量为纵坐标通过曲线可以直观地观察土体的压缩特性，并帮助我们确定其压缩性指标土的压缩性指标压缩系数压缩模量预压固结度反映土体在压力作用下，体积变反映土体抵抗压缩变形的能力反映土体在预压荷载作用下，压化的程度缩固结的程度压缩系数的概念定义表示方法12压缩系数是指土体在一定通常用字母a表示，其数值压力范围内，体积压缩量反映了土体的压缩程度与原始体积之比应用3压缩系数是地基沉降计算中重要的参数，其值越大，土体压缩量越大压缩系数的确定方法实验室试验1通过实验室的压缩试验，直接测量土样的压缩系数经验公式2利用经验公式，根据土的物理性质和工程经验估算压缩系数地质勘察资料参考已有的地质勘察资料，了解类似土层的压缩系数，3并进行校正土层厚度对地基沉降的影响12厚度压缩性影响沉降量土层压缩性越高，沉降越大3荷载荷载越大，沉降越大地基承压的基本原理地基承载力是指地基土抵抗建筑地基土承受荷载后会发生压缩变物荷载的能力形，变形的大小取决于土的性质和荷载大小建筑物荷载超过地基土的承载力时，地基将发生破坏，导致建筑物沉降或倾斜土层内应力的计算影响因素计算方法土层内应力受多种因素影响，包括土层的厚度，土体的常用的土层内应力计算方法包括布辛涅斯克公式，弗朗重度，荷载的大小和分布，地基的形状等等西斯公式，以及有限元法等等均匀荷载下的沉降计算公式1S=q*B*I*1+e参数2S-沉降量,q-荷载,B-基础宽度,I-压缩系数,e-侧向膨胀系数计算3根据公式计算出沉降量,并进行分析不同荷载形式下的沉降计算集中荷载单个点荷载作用下的沉降计算，可利用影响系数法进行线荷载沿直线分布的荷载作用下的沉降计算，可通过积分方法得到面荷载均匀分布的荷载作用下的沉降计算，可采用简化公式或数值方法偏心荷载荷载作用点不在地基中心时的沉降计算，需要考虑荷载偏心率的影响不等沉降的概念与影响地基不均匀沉降结构破坏风险建筑物倾斜由于地基土的压缩性不同，基础下不不等沉降会导致结构受力不均，造成建筑物倾斜会导致外观变形、功能失同部位的沉降量不同，导致基础产生结构应力集中，甚至出现裂缝、断裂常，甚至造成建筑物倒塌，影响建筑倾斜或弯曲，造成建筑物的不均匀沉等破坏现象物的安全性和使用功能降不等沉降的计算方法差异沉降法1计算不同部位地基的沉降量，然后求出差异沉降量分层法2将地基分成若干层，分别计算每层的沉降量，再叠加得到总的沉降量数值模拟法3使用有限元等数值方法模拟地基的变形，计算不同部位的沉降量地基许用沉降量建筑物类型许用沉降量mm一般民用建筑40-80工业厂房60-100高层建筑20-40地基不等沉降的控制措施基础埋深基础刚度增加基础埋深可以有效减小提高基础刚度可以减小基础地基沉降量，尤其对于软弱的变形，从而减小不等沉降地基更为有效地基处理结构设计对软弱地基进行处理，例如在结构设计阶段，应考虑地换填、预压、加固等，可以基的不等沉降，并采取相应改善地基承载力，减小沉降的措施，例如设置沉降缝，量调整结构形式等预压固结技术加荷固结预压时间通过在土层上施加荷载，促预压时间根据土层的性质、使土体中的水分排出，提高荷载大小和预期固结程度而土体的强度和承载力定，一般需要数月甚至数年应用场景适用于高压缩性、高含水量的软土地基，如淤泥、泥炭等振动打桩技术原理优势振动打桩机利用高频振动，使桩体产生共振，降低桩体与噪音较小，对周围环境的影响较低，施工速度快，适用于土体的摩擦力，从而使桩体顺利打入土中各种土层地基换填技术土方开挖新土填筑质量控制移除原有软弱土层，为新土填筑做好使用优质填料，分层填筑并压实，确严格控制填筑材料的质量和压实度，准备保地基强度确保地基的稳定性软土地基的处理地基加固基础形式选择通过人工措施提高软土地基选择适合软土地基的浅基础的承载力，减小沉降量，例或深基础，例如桩基础、如预压固结、振动压实等筏板基础等结构形式优化通过结构设计优化，减少结构自重，降低地基荷载，减小沉降量软土地基的特点高含水率，低强度，易压缩抗剪强度低，抗震性能差压缩性高，蠕变现象明显软土地基的评价指标压缩性抗剪强度12软土地基压缩性强，变形软土地基抗剪强度低，容较大，容易造成建筑物沉易发生剪切破坏，影响建降和倾斜筑物稳定性渗透性3软土地基渗透性高，易受地下水的影响，造成地基强度降低软土地基的处理方法换填法排水固结法化学改良法深层搅拌法用优良土或其他材料替换通过人工排水，加速软土利用化学药剂改变土的物将水泥、石灰等改良剂与软弱土层，提高地基承载层中的水分排出，提高土理性质，如增加强度、降软土混合，形成改良土体力的强度和压缩性低渗透性等，提高地基承载力桩基础的应用承载力大稳定性好适用范围广桩基础可将荷载传递至深层土层，有桩基础具有较高的抗倾覆和抗滑移能桩基础可用于各种建筑物，如高层建效提高承载力，适用于软弱地基力，适用于复杂的地质条件筑、桥梁、水利工程等挤密桩技术提高地基承载力改善地基的压缩性12通过挤密桩的施工，可以挤密桩可以有效地降低地有效地提高地基的承载能基的压缩性，从而减少建力，从而使建筑物能够承筑物的沉降量，提高建筑受更大的荷载物的稳定性降低地基沉降速度3挤密桩能够有效地降低地基的沉降速度，防止建筑物出现过大的沉降，保证建筑物的安全使用抱箍桩技术抱箍桩定义抱箍桩原理抱箍桩优势抱箍桩是一种新型的桩基技术，它抱箍桩的原理是利用钢筋混凝土抱抱箍桩技术具有施工简单、效率高利用钢筋混凝土抱箍将原有桩体紧箍的强度和刚度，将原有桩体紧密、成本低、效果好等优点，因此在密地箍在一起，形成一个整体结构地连接在一起，形成一个整体的承工程实践中得到了广泛的应用，从而提高桩基的承载力和稳定性载结构，从而提高桩基的承载力和稳定性电渗技术电渗技术利用直流电场作用于土水分移动会带走土壤中的细颗粒壤，使土壤中的水分向电极移动，降低土壤的含水量，提高承载力适用于软土基处理，可有效降低土体含水率，提高地基强度结构与地基协调设计地基承载力结构形式沉降控制根据地基土的性质和承载力，确定基选择合理的结构形式，考虑建筑物的采取措施控制地基的沉降量，确保建础形式和尺寸，确保建筑物安全稳定荷载和地基的承载能力，避免过大的筑物正常使用和美观沉降和不均匀沉降案例分析案例分析是学习土的压缩性与地基沉降计算的重要环节通过分析实际工程案例，可以加深对理论知识的理解，并掌握解决实际问题的方法例如，可以分析某一高层建筑的地基沉降计算，考察不同土层参数、荷载形式以及地基处理措施对沉降的影响通过分析案例，可以发现工程实践中存在的问题，并提出改进措施本课程小结地基压缩计算不等沉降控制软土地基处理了解了地基压缩性指标、沉降计算原掌握了地基不等沉降的控制方法，保学习了软土地基的特点、评价指标和理，为建筑工程安全奠定基础障工程结构稳定处理方法，解决复杂地质条件下的工程挑战。