当前课程知识点:高等土力学 > 第5章 土的压缩与固结 > 5.3 地基沉降的计算方法 > 5.3.3 地基沉降的计算方法3
下面学习剑桥模型法
利用剑桥模型可直接计算沉降量
按该模型
应力路径在土的物态边界面之内时
只产生很小的弹性变形
当应力状态触及物态边界面
并在物态边界面上移动时
将发生较大的塑性变形
先期固结压力pc为屈服应力
正常固结土处于屈服状态
超固结土可视为弹性材料
在图中
土单元在状态界面上的X点
当其受到应力增量dpʹ和dq作用时
它将发生屈服
其总体积应变增量dεv
和剪应力增量应dε巴应包含
塑性分量dεvp和dε巴p
因而其状态必迁移到
状态边界面上的另一点Y
在pʹ–q平面上
Yʹ点将位于一条新的
屈服轨迹BʹYʹ上
其有效应力路径与pʹ的交点
从PAʹ=p0ʹ
变到PBʹ=p0ʹ+dpʹ
因为X Y所在的两个弹性墙是平行的
故从此墙上的任何一点过渡到
另一个墙上的任何一点的
塑性体应变增量 一定是相等的
因而
从状态X变为Y发生的应变增量
采用剑桥模型可以用
式1和式2进行计算
采用修正剑桥模型
可以用式3和式4进行计算
注意
这样计算得到的应变增量
只适用于应力变化
使土单元产生屈服的情况
下面我们讨论沉降计算的具体方法
假设土单元所受应力路径
如图中的ABCD
其中A在K0固结线上
AB是屈服面以下弹性区域的
不排水有效应力路径
假设其方向竖直
故dεve=0
BC是屈服面以上的
不排水有效应力路径
dεv=0
最后
CD是排水固结阶段
BC段产生的瞬时沉降
可按式1计算
因dεv=0
有dε8=dε1
固结段CD区间的沉降按式2计算
下面总结下
计算沉降量的剑桥模型法
总沉降量S=Si+Sc
如式1
其中瞬时沉降量Si按式2计算
固结沉降量Sc按式3计算
其中的dε1c按式4计算
三轴条件下ε8的表达式如式5
下面我们对几种沉降计算方法
进行简单的讨论
单向压缩分层总和法的主要特点是
一按弹性理论计算附加应力
二采用侧限压缩试验的指标
三使用历史悠久
有丰富的经验
修正系数ψs可考虑瞬时沉降
三向效应和剪胀影响
四可计算分层地基
五适用于荷载面积大
压缩层相对薄的情况
考虑三维效应的单向压缩计算法的
主要特点是
一用超静孔压△u代替
竖向附加应力△p或△σz
一定程度上考虑了三维效应
二区分了瞬时沉降与固结沉降
三用三轴试验确定超静孔压系数A
计入了土的剪胀剪缩性的影响
四对于饱和土
B=1
相关参数可查图求取
缺点是只适用于
对称基础中心点的沉降量计算
三向变形计算法
即黄文熙法的主要特点是
一考虑了三维应力与变形
二在一定程度上可反映工程中的
应力路径
三e1 e2和泊松比v通过三轴试验确定
优点是考虑三维效应
缺点是试验复杂
且结果呈非线性
弹性理论法的主要特点是
一概念清楚
计算简便
二但因土层一般为非均质
各向异性以及非线性
会引起计算误差
三不分层时计算范围为半无限
即无限深度
计算结果常偏大
应力路径法的主要特点是
一概念合理
考虑了实际工程中土的应力路径
二试验难度大
主要表现为常用复杂路径的
三轴试验
并且原状试样采取困难
三代表性单元和应力路径的选取不易
剑桥模型法的主要特点是
一考虑了土的剪缩性
二适用于正常固结黏土
及弱超固结黏土
三可以同时得到εz εx 和△u
四由于剑桥模型
是用重塑黏土试验
对于原状土的结构性考虑不足
总体上看
地基沉降计算方法可分为如下几类
一基于弹性理论的方法
早期的方法比较简单
后来发展为可适用于线性与非线性
均质与非均质
各向同性与各向异性等更多的情况
二工程实用法
如以上介绍的多种方法
三现场试验法
可采用静载
标贯
旁压
静力触探等试验
四数值计算法
包括有限差分法
有限元法等等
第三节结束
-0.1 岩土工程的学科特点与发展
-0.2 土力学学科的发展历史
-0.3 岩土工程实践的发展
-0.4 理论与工程的检验
-0.5 岩土工程的可持续发展
-第0章 绪论-作业
-1.0 概述
--1.0 概述
--1.0 概述-作业
-1.1 室内试验
--1.1 室内试验-作业
-1.2 模型试验
--1.2 模型试验
--1.2 模型试验-作业
-1.3 原位测试与现场观测
--1.3 原位测试与现场观测-作业
-1.4 试验的检验与验证
-2.1 概述
--2.1 概述
--2.1 概述-作业
-2.2 应力和应变
--2.2 应力和应变-作业
-2.3 土的应力变形特性
--2.3 土的应力变形特性-作业
-2.4 土的弹性模型
--2.4 土的弹性模型-作业
-2.5 土的弹塑性模型的一般原理
--2.5 土的弹塑性模型的一般原理-作业
-2.6 剑桥模型
--2.6 剑桥模型-习题
-2.7 其它典型弹塑性模型
--2.7 其它典型弹塑性模型-作业
-3.1 概述
--3.1 概述-作业
-3.2 土的抗剪强度的机理
--3.2 土的抗剪强度的机理-作业
-3.3 土的强度与土的物理性质
--3.3 土的强度与土的物理性质-作业
-3.4 影响土的强度的外部因素
--3.4 影响土的强度的外部因素-作业
-3.5 土的排水与不排水强度
--3.5 土的排水与不排水强度-作业
-3.6 土的强度理论
--3.6 土的强度理论-作业
-3.7 黏性土的抗拉强度
--3.7 黏性土的抗拉强度-作业
-4.1 概述
--4.1 概述
--4.1 概述-作业
-4.2 饱和土的渗透性和基本方程
--4.2 饱和土的渗透性和基本方程-作业
-4.3 饱和土二维渗流和流网
--4.3 饱和土二维渗流和流网-作业
-4.4 饱和渗流数值计算方法
--4.4 饱和渗流数值计算方法-作业
-4.5 非饱和土中水的形态和基质吸力
--4.5 非饱和土中水的形态和基质吸力-作业
-4.6 非饱和土土水特征曲线
--4.6 非饱和土土水特征曲线-作业
-4.7 非饱和土的渗透性和数值计算
--4.7 非饱和土的渗透性和数值计算-作业
-5.1 概述
--5.1 概述
-5.2 土的压缩与地基的沉降
--5.2 土的压缩与地基的沉降-作业
-5.3 地基沉降的计算方法
--5.3 地基沉降的计算方法-作业
-5.4 单向固结的普遍方程及一般问题
--5.4 单向固结普遍方程及一般问题-作业
-5.5 土的三维固结理论
--5.5 土的三维固结理论-作业
-5.6 关于土体固结的其他问题简介
--5.6 关于土体固结的其他问题简介-作业
-6.1 概述
--6.1 概述
-6.2 边坡稳定分析方法
-6.3 最小安全系数和潜在滑动面的搜索方法
-6.4 极限平衡法边坡稳定分析的一些结论
-6.5 塑性力学上下限定理简介
-6.6 基于有限单元法的边坡稳定分析
-6 边坡稳定分析-作业