土力学地基最终沉降量计算规范法23页PPT
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第6章地基沉降计算PPT课件
第13页/共53页
• 6.3 常用沉降计算方法
•
地基沉降的原因很多，但其主要原因主要有两个方面：一是建筑物荷载在地基中产生
的附加应力；二是土的压缩特性。目前，国内外关于地基沉降量的计算方法很多，主
要分为4类，即弹性理论法、工程简化方法、经验方法和数值计算方法。
•
下面主要介绍国内常用的几种实用沉降计算方法，即弹性理论法、分层总和法和应力
第22页/共53页
二、分层总和法
• 一般情况下，实际工程所遇到的地基土层都是成层的，每 层土的压缩特性各不相同，且压缩模量随深度而变化。因 此，在计算地基最终沉降量时，应分别予以对待。
• 分层总和法是将地基土分成 若干水平土层，分别计算各 层土的压缩量，然后叠加起 来，即为地基总的沉降量， 即
第23页/共53页
影响数I1和I2值，表6-2为地面（z=0）处沉降影响数I1的值
第17页/共53页
6.3 常用沉降计算方法
对饱和软粘土地基，在不排水条件下，μ＝0.5。
则对于圆形荷载中心，沉降表达式为（查表6-2, I1=2）：
s中心
1.5 pb ＝0.75 pB
E
E
对于圆形荷载边缘处地面沉降表达式为（查表6-
2,
在荷载作用下砂土地基 的沉降很 快完成，与软粘土地基比较，其沉降值也 较小。在应用弹性理论计算式计算沉降时， 弹性参数通常根据土体的类别和它的密实 度来选用。砂土的弹性参数可参考表6-5选 用。
饱和软粘土地基 在荷载作用下的
初始沉降是处于不排水状态、土体体积不
图6-4 E50值的确定
变采用而弹产性生理论侧计向算式变计形算时引泊起松比的一沉般可降取。0.5，不排水变形模量（杨氏模量）可
式中 E——土体变形模量；
• 6.3 常用沉降计算方法
•
地基沉降的原因很多，但其主要原因主要有两个方面：一是建筑物荷载在地基中产生
的附加应力；二是土的压缩特性。目前，国内外关于地基沉降量的计算方法很多，主
要分为4类，即弹性理论法、工程简化方法、经验方法和数值计算方法。
•
下面主要介绍国内常用的几种实用沉降计算方法，即弹性理论法、分层总和法和应力
第22页/共53页
二、分层总和法
• 一般情况下，实际工程所遇到的地基土层都是成层的，每 层土的压缩特性各不相同，且压缩模量随深度而变化。因 此，在计算地基最终沉降量时，应分别予以对待。
• 分层总和法是将地基土分成 若干水平土层，分别计算各 层土的压缩量，然后叠加起 来，即为地基总的沉降量， 即
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影响数I1和I2值，表6-2为地面（z=0）处沉降影响数I1的值
第17页/共53页
6.3 常用沉降计算方法
对饱和软粘土地基，在不排水条件下，μ＝0.5。
则对于圆形荷载中心，沉降表达式为（查表6-2, I1=2）：
s中心
1.5 pb ＝0.75 pB
E
E
对于圆形荷载边缘处地面沉降表达式为（查表6-
2,
在荷载作用下砂土地基 的沉降很 快完成，与软粘土地基比较，其沉降值也 较小。在应用弹性理论计算式计算沉降时， 弹性参数通常根据土体的类别和它的密实 度来选用。砂土的弹性参数可参考表6-5选 用。
饱和软粘土地基 在荷载作用下的
初始沉降是处于不排水状态、土体体积不
图6-4 E50值的确定
变采用而弹产性生理论侧计向算式变计形算时引泊起松比的一沉般可降取。0.5，不排水变形模量（杨氏模量）可
式中 E——土体变形模量；
地基最终沉降量计算法课件全文
。
02
适用范围
适用于各种复杂地质条件和多 层次地基的沉降计算。
03
优点
能够模拟各种复杂的地质条件 和施工过程，计算精度较高。
04
缺点
计算过程较为复杂，需要专业 的数值分析软件和较高的计算
机技术。
数值分析法
定义
适用范围
数值分析法是一种基于数学模型的计算方 法，通过建立土体的数学模型，利用计算 机技术进行数值计算来得到沉降量。
地基最终沉降量计算法课件
目录
• 地基沉降概述 • 最终沉降量的计算方法 • 实例分析 • 地基沉降的预防与控制 • 未来研究方向与展望
01地基沉降Leabharlann 述地基沉降的定义总结词
地基沉降是指由于外力作用，如建筑物荷载、地下水位变化等，导致土体发生压 缩、剪切和侧向位移的现象。
详细描述
地基沉降是建筑物设计和施工中必须考虑的重要因素。由于土体是一种多孔介质 ，在外力作用下会发生压缩变形，进而导致建筑物下沉或倾斜。因此，了解地基 沉降的规律和预测方法对于确保建筑物的安全和稳定性至关重要。
泥土桩，提高地基的承载力和稳定性。
排水固结法
通过在土层中设置排水通道，在加载预压 作用下，排出土层中的水分，使土层固结 ，提高承载力。
桩基法
通过在地基中设置桩基，将建筑物荷载传 递到深层土层中，减少建筑物对浅层软土 的压力，降低沉降量。
施工过程中的沉降控制
01
02
03
04
合理安排施工顺序
遵循先深后浅、先重后轻、先 高后低的施工顺序，以减少施
某工业厂房的地基沉降分析
总结词
该工业厂房采用天然地基，沉降量较大，计算结果与实测值存在一定差异。
详细描述
02
适用范围
适用于各种复杂地质条件和多 层次地基的沉降计算。
03
优点
能够模拟各种复杂的地质条件 和施工过程，计算精度较高。
04
缺点
计算过程较为复杂，需要专业 的数值分析软件和较高的计算
机技术。
数值分析法
定义
适用范围
数值分析法是一种基于数学模型的计算方 法，通过建立土体的数学模型，利用计算 机技术进行数值计算来得到沉降量。
地基最终沉降量计算法课件
目录
• 地基沉降概述 • 最终沉降量的计算方法 • 实例分析 • 地基沉降的预防与控制 • 未来研究方向与展望
01地基沉降Leabharlann 述地基沉降的定义总结词
地基沉降是指由于外力作用，如建筑物荷载、地下水位变化等，导致土体发生压 缩、剪切和侧向位移的现象。
详细描述
地基沉降是建筑物设计和施工中必须考虑的重要因素。由于土体是一种多孔介质 ，在外力作用下会发生压缩变形，进而导致建筑物下沉或倾斜。因此，了解地基 沉降的规律和预测方法对于确保建筑物的安全和稳定性至关重要。
泥土桩，提高地基的承载力和稳定性。
排水固结法
通过在土层中设置排水通道，在加载预压 作用下，排出土层中的水分，使土层固结 ，提高承载力。
桩基法
通过在地基中设置桩基，将建筑物荷载传 递到深层土层中，减少建筑物对浅层软土 的压力，降低沉降量。
施工过程中的沉降控制
01
02
03
04
合理安排施工顺序
遵循先深后浅、先重后轻、先 高后低的施工顺序，以减少施
某工业厂房的地基沉降分析
总结词
该工业厂房采用天然地基，沉降量较大，计算结果与实测值存在一定差异。
详细描述
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z
2 E (1 )Es 1
2
E s 压缩模量
p
s1
E
变形模量
2
s
p
1 x [ x ( y z ) ] E 1 y [ y ( x z ) ] E 1 z [ z ( x y ) ] E
3. 压缩试验及压缩曲线
ee
e2
0
C
s
e1
(p p ) 1 p 0
C
c
p 2 pc
p p c 2 e C l g C l g 2 s c p p 0 c
lg p
p
(p p ) 2 p 0
e s h0 1 e0
0
p
1
p
c
p
2
欠固结
e1
e
e
0
p0 e1 Cc lg pc
y
x y 0
2 2 z z ( 1 ) E 1 E s
K x y z 0 z 1
z
静止侧压力 系数
K0 1
22 )Es 土的压缩模 E (1 1
压缩模量Es 完全侧限时，土的应力与应变之比。
2 2 z z ( 1 ) E 1 E s
压缩仪 oedometer 构造 加压活塞
刚性护环
荷 载 透水石 环刀
土样
透水石
底 座
p
e
h
0
0
s
0
p
1
1 e0
e1
h1
h
s
1
h
s
1
1 e1
h0 s h0 h1 hs 1 e0 1 e1 1 e1 s e1 e0 (1 e0 ) h0 或
《地基沉降计算》PPT课件
czi
cz
（7）求出每层的压缩量。p→e（注意：不 同土层要用不同曲线），代公式：
Si
e1i e2i 1 e1i
Hi
Si
ai ( p2i p1i ) 1 e1i
Hi
pi Esi
Hi
mvipi Hi
（8）最后将每一分层的压缩量累加，即得 地基的总沉降量为：
30
三、规范法 1.基本公式 地基最终沉降量修正公式为：
s s s s
n i 1
p0 Esi
(zi
i
zi1 ) i1
附a加i、应a力i-1系—数—sn 基0.025础n 底si 面至第i层土、第i-1层土底sn 面 0.0范25n围si内平均
s c由zi 初 始z应）i 力查平出均最值终（孔隙c比z）i 查i出，初求始出孔各隙土比层e1的i ，沉降由量最e终2i应，力然平后均求值和（得到基
础中心点的沉降量S。见表9-4。
29
〔例题1〕附图
按上述同样方法可以计算出点1和点3的沉降量分别为4.3cm和7.2cm。 基础中心点的沉降量计算 表9-4
Es
1 e1 a
p
说明：土的压缩模量Es与土的的压缩系数a成反比， Es 愈大， a愈小，土的压缩性愈低
基本原则——Es越小，土的压缩性越高。判别标准：
Es< 4MPa时，称为高压缩性土； 4MPa Es 20MPa时，称为中等压缩性土； Es 20 MPa时，称为低压缩性土。
16
第二节 地基沉降量计算
0 min
min
水平基底压力为
ph
PH b
150 20
7.5KPa
基底压力及基底附加压力分布如图 9-16（b）所示。
土力学 地基沉降量计算ppt课件
当z=0m，σsD=19.5×2=39（kPa） z=1m，σsz1=39+19.5×1=58.5（kPa） z=2m，σsz1=58.5+20×1=78.5（kPa） z=3m，σsz1=78.5+20×1=98.5（kPa） z=4m，σsz1=98.5+20×1=118.5（kPa） z=5m，σsz1=118.5+20×1=138.5（kPa） z=6m，σsz1=138.5+18.5×1=157（kPa） z=7m，σsz1=157+18.5×1=175.5（kPa）
（一）计算原理
规范推荐法一般按地基土的天然分层面划分计算土层， 引入土层平均附加应力的概念，通过平均附加应力系数，
将基底中心以下地基中zi-1-zi深度范围的附加应力按等面积
原则化为相同深度范围内矩形分布时的分布应力大小，再 按矩形分布应力情况计算土层的压缩量，各土层压缩量的 总和即为地基的计算沉降量。基础的平均沉降量可表示为:
0.524 0
0.0506
6848
5.0
4.0
0.111 4
0.557 0
0.033
4393
6.0
4.8
0.096 7
0.580 2
0.0232
3147
7.0
5.6
0.085 2
0.596 4
0.0162
2304
7.6
6.08
0.080 4
0.611 0
pp0t.精01选 46 版 35000
(cm)
次固结沉降是指主固结过程（超静孔隙水压力消散过 程）结束后，在有效应力不变的情况下，土的骨架仍随 时间继续发生变形。这种变形的速率取决于土骨架本身 的蠕变性质。
土力学沉降量计算ppt课件
其中， F 是函数形式已知的 m 元函数，a1, a2 , , ap 是常数，是函数 F 中的
未知参数， 是表示误差的随机变量，一般可认为 ～ N(0, 2 ) ， 0 。
n 对 x1, x2 ,, xm ， y 进行 次观测，得到观测值：
(xi 1, xi 2 , , xi m , yi ) ， i 1, 2,, n 。
之间究竟着存在这怎样的关系，这种关系如何体现在变化规律上面 的。
例如：下面是经回归分析确定的某水坝坝顶一点温度影响沉降的 数学模型
E(t)0.287s5in 3t()8.470c9o4 st)(1.101s8in 2 (t)0.004c2o2 2 s(t)
该式子反映了时间 t 与水坝坝顶沉降 E(t) 的关系
2021/5/29
;
三.回归分析和曲线拟合的方法 原理简介
为找到变形量的变化 规律，我们将观测到的 变形结果拟合成成一些 曲线，并进行回归分析， 以帮助我们确定变形的 趋势，也可以利用拟合 的曲线对所得结果进行 外推等趋势分析。
2021/5/29
;
一般地，称由 y 0 1x 确定的模型为一元线性回归模型，
b,bint,stats a=polyfit(x,Y,2)
2021/5/29
;
a=
0.0000 -0.0151 -0.2496
所以我y们 知道0 该.0 曲线1方x程5 为1 0：.2496
z=polyval(a,x);
plot(x,Y,'k+',x,z,'r')
2021/5/29
;
2021/5/29
;
2021/5/29
;
以此类推我们进行了以后的5阶，6阶，7阶 的拟合将只将拟结果给出，其过程与前面相 同。
未知参数， 是表示误差的随机变量，一般可认为 ～ N(0, 2 ) ， 0 。
n 对 x1, x2 ,, xm ， y 进行 次观测，得到观测值：
(xi 1, xi 2 , , xi m , yi ) ， i 1, 2,, n 。
之间究竟着存在这怎样的关系，这种关系如何体现在变化规律上面 的。
例如：下面是经回归分析确定的某水坝坝顶一点温度影响沉降的 数学模型
E(t)0.287s5in 3t()8.470c9o4 st)(1.101s8in 2 (t)0.004c2o2 2 s(t)
该式子反映了时间 t 与水坝坝顶沉降 E(t) 的关系
2021/5/29
;
三.回归分析和曲线拟合的方法 原理简介
为找到变形量的变化 规律，我们将观测到的 变形结果拟合成成一些 曲线，并进行回归分析， 以帮助我们确定变形的 趋势，也可以利用拟合 的曲线对所得结果进行 外推等趋势分析。
2021/5/29
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一般地，称由 y 0 1x 确定的模型为一元线性回归模型，
b,bint,stats a=polyfit(x,Y,2)
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;
a=
0.0000 -0.0151 -0.2496
所以我y们 知道0 该.0 曲线1方x程5 为1 0：.2496
z=polyval(a,x);
plot(x,Y,'k+',x,z,'r')
2021/5/29
;
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;
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以此类推我们进行了以后的5阶，6阶，7阶 的拟合将只将拟结果给出，其过程与前面相 同。
土力学--土的变形性质及地基沉降计算 ppt课件
3、弹性模量E：由三轴仪测定，常用于弹性理论公式 估算建筑物的初始瞬时沉降。
4、Es 和E0的应变为总的应变（包括弹性应变和塑性 应变）；而E的应变只有弹性应变。
PPT课件
31
A)地基沉降的外因:通常认为地基土层在自重作 用下压缩已稳定，主要是建筑物荷载在地基中 产生的附加应力。
z0
A
施工前z0
p A
e ap
PPT课件
30
四、关于三种模量的讨论
1、压缩模量Es：是根据室内侧限压缩试验得到的，是 土在完全侧限的条件下，竖向正应力与相应的变形稳定情 况下的正应变的比值。用于地基最终沉降计算。
2、变形模量E0 ：由现场变形荷载试验测定，是土在 侧向自由膨胀条件下的正应力与正应变的比值。用于弹性 理论法最终沉降估算。
PPT课件
47
PPT课件
48
4.2.2 《规范》法
由《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）提出
分层总和法的另一种形式
沿用分层总和法的假设，并引入平均附加应力系数和地 基沉降计算经验系数
szzd z 1 zd z A
0Es
Es 0 z
Es
深度z范围内的 附加应力面积
附加应力面积
n
s si i1
（3）计算△si ，假设地基土只在竖向发生压缩变形，无 侧向变形，故可利用室内侧限压缩试验成果进行计算。
PPT课件
35
2.计算原理
•
e
e1
e2
e3
e4 p1p2 p3
p4 p
P1=自重应力 P2=自重应力+附加应力
si
e1i e2i 1e1i
hi
n
ss1s2s3.. .sn si i1
4、Es 和E0的应变为总的应变（包括弹性应变和塑性 应变）；而E的应变只有弹性应变。
PPT课件
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A)地基沉降的外因:通常认为地基土层在自重作 用下压缩已稳定，主要是建筑物荷载在地基中 产生的附加应力。
z0
A
施工前z0
p A
e ap
PPT课件
30
四、关于三种模量的讨论
1、压缩模量Es：是根据室内侧限压缩试验得到的，是 土在完全侧限的条件下，竖向正应力与相应的变形稳定情 况下的正应变的比值。用于地基最终沉降计算。
2、变形模量E0 ：由现场变形荷载试验测定，是土在 侧向自由膨胀条件下的正应力与正应变的比值。用于弹性 理论法最终沉降估算。
PPT课件
47
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4.2.2 《规范》法
由《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）提出
分层总和法的另一种形式
沿用分层总和法的假设，并引入平均附加应力系数和地 基沉降计算经验系数
szzd z 1 zd z A
0Es
Es 0 z
Es
深度z范围内的 附加应力面积
附加应力面积
n
s si i1
（3）计算△si ，假设地基土只在竖向发生压缩变形，无 侧向变形，故可利用室内侧限压缩试验成果进行计算。
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35
2.计算原理
•
e
e1
e2
e3
e4 p1p2 p3
p4 p
P1=自重应力 P2=自重应力+附加应力
si
e1i e2i 1e1i
hi
n
ss1s2s3.. .sn si i1
地基的最终沉降量计算PPT课件
H sz 2
σ sz
e
e1 e2
p1
p p2
p
γ,e1 σz=p H
§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
1、基本假定和基本原理 （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）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：
§4土的压缩性与地基沉降计算 地基的最终沉降量计算
p
t
可压缩层
不可压缩层
SSຫໍສະໝຸດ 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。
§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
一、单一土层一维压缩问题 二、地基最终沉降量分层总和法
§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 一、单一土层一维压缩问题
'szi
B
C
lg '
s z i 'szi zi
地面
pd
基底
自重应力
’szi zi
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
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 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
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： S1ee1HCC1 He1lg(p p1 2)
超固结土(并假定p2>p)：
SCe1 H e1lg p1 pCC1 H e1lg pp 2