土的压缩性和地基沉降计算

第六章 土的压缩性和地基沉降计算

第一节 概述

客观地分析：地基土层承受上部建筑物的荷载，必然会产生变形，从而引起建筑物基础沉降，当场地土质坚实时，地基的沉降较小，对工程正常使用没有影响；但若地基为软弱土层且厚薄不均，或上部结构荷载轻重变化悬殊时，地基将发生严重的沉降和不均匀沉降，其结果将使建筑物发生各类事故，影响建筑物的正常使用与安全。 地基土产生压缩的原因： 1．外因： （1） 建筑物荷载作用，这是普遍存在的因素；

（2）地下水位大幅度下降，相当于施加大面积荷载； （3）施工影响，基槽持力层土的结构扰动； （4）振动影响，产生震沉；

（5）温度变化影响，如冬季冰冻，春季融化； （6）浸水下沉，如黄土湿陷，填土下沉。 2．内因：

（1）固相矿物本身压缩，极小，物理学上有意义，对建筑工程来说没有意义的；

（2）土中液相水的压缩，在一般建筑工程荷载（100~600）Kpa作用下，很小，可不计； （3）土中孔隙的压缩，土中水与气体受压后从孔隙中挤出，使土的孔隙减小。

上述诸多因素中，建筑物荷载作用是外因的主要因素，通过土中孔隙的压缩这一内因发生实际效果。 第二节 土的压缩性

见土质学第二章第三节。 第三节 地基沉降量计算

一、无侧向变形条件下的压缩量公式

关于土体压缩量的计算方法，目前在工程中广泛采用的是计算基础沉降的分层总和法。 分层总和法都是以无侧向变形条件下的压缩量公式为基础，它们的基本假设是： 1．土的压缩完全是由于孔隙体积减少导致骨架变形的结果，而土粒本身的压缩可不计； 2．土体仅产生竖向压缩，而无侧向变形； 3．在土层高度范围内，压力是均匀分布的。

如图所示（见教材P127图4-15），在压力P1作用下压缩已经稳定时，相应的孔隙比为e1，试样高度为H，设固体土粒的体积为Vs，则孔隙体积为e1Vs，总体积V1＝（1＋e1）Vs；

在压力P2＝P1＋△P作用下压缩已经稳定时，试样高度为H’，相应的孔隙比为e2，仍设固体土粒体积为Vs，则孔隙体积为e2Vs，总体积V2＝（1＋e2）Vs ，压缩量S＝H－H’。

压力增量P的作用所引起的单位体积土体的体积变化为：

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