第3章土的压缩性与土力学土力学教学课件地基沉降计算土力学土力学§3土的压缩性与地基沉降计算本章研究土的压缩性与地基沉降计算，这部分内容为土力学的重点。因为不少建筑工程事故，包括建筑物倾斜、建筑物严重下沉、墙体开裂、基础断裂，等等，都是土的压缩性高或压缩性不均匀，引起地基严重沉降或不均匀沉降造成的。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。当建筑场地土质坚实时，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，基础将发生严重的沉降和不均匀沉降，其结果将使建筑物发生上述各类事故，影响建筑物的正常使用与安全。分析地基土层发生变形的主要因素：其内因是土具有压缩性；其外因主要是建筑物荷载的作用。因此，为计算地基土的沉降，必须研究土的压缩性；同时研究在上部荷载作用下，地基中的应力分布情况。土力学土力学§3土的压缩性与地基沉降计算§3.1土的变形特性土的变形特性11、土的压缩性大、土的压缩性大§3.1.1基本概念⑴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σ=(γ-γ’)h③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。22、地基土产生压缩的原因、地基土产生压缩的原因土力学土力学§3土的压缩性与地基沉降计算§3.1土的变形特性土的变形特性§3.1.1基本概念⑵内因土是三相体，土体受外力引起的压缩包括三部分:①固相矿物本身压缩，极小，物理学上有意义，对建筑工程来说无意义；②土中液相水的压缩，在一般建筑工程荷载σ＝（100～600）Kpa作用下，很小，可忽略不计；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。22、地基土产生压缩的原因、地基土产生压缩的原因土体的压缩变形主要是由于孔隙减小引起的。上述因素中，建筑物荷载作用是主要外因，通过土中孔隙的压缩这一内因发生实际效果。土力学土力学§3土的压缩性与地基沉降计算§3.1土的变形特性土的变形特性§3.1.1基本概念土的颗粒越粗，孔隙越大，则透水性越大，因而土中水的挤出和土体的压缩越快，粘土颗粒很细，则需要很长时间。33、饱和土体压缩过程、饱和土体压缩过程粘性土长期受荷载作用下，变形随时间而缓慢持续的现象称为蠕变。这是土的又一特性。饱和土体的孔隙中全部充满着水，要使孔隙减小，就必须使土中的水被挤出。亦即土的压缩与土孔隙中水的挤出，是同时发生的。由于土的颗粒很细，孔隙更细，土中的水从很细的弯弯曲曲的孔隙中挤出需要相当长的时间，这个过程称为土的渗流固结过程，也是土与其它材料压缩性相区别的一大特点。44、蠕变的影响、蠕变的影响土力学土力学§3土的压缩性与地基沉降计算§3.1土的变形特性土的变形特性§3.1.2土的应力与应变关系土的应力与应变关系⑴应力的基本概念①土体中任一点中的应力状态，可根据所选定的直角坐标ox,oy,oz,用σx,σy,σz和三对剪应力τxy=τyx,τyz=τzy,τzx=τxz，一共六个应力分量来表示。11、土体中的应力、土体中的应力土力学土力学§3土的压缩性与地基沉降计算§3.1土的变形特性土的变形特性§3.1.2土的应力与应变关系土的应力与应变关系⑴应力的基本概念11、土体中的应力、土体中的应力②法向应力的正负③剪应力的正负土力学土力学§3土的压缩性与地基沉降计算§3.1土的变形特性土的变形特性§3.1.2土的应力与应变关系土的应力与应变关系⑵材料的性质11、土体中的应力、土体中的应力①材料力学研究理想的均匀连续材料②土力学研究非均匀连续材料，土由固体、液体、气体三相组成的粒状材料。严格地说，土力学不能应用材料力学中的应力概念。但从工程角度看，土的颗粒很微小，通常比土样尺寸小很多。例如，粉粒的粒径范围d=(0.05～0.005)mm,压缩试验土样ф≈80mm,d≈(1/1600～1/16000)ф。因此，工程上可以采用材料力学的应力概念。土力学土力学§3土的压缩性与地基沉降计算σcz=γz(kPa）(3.1)§3.1土的变形特性土的变形特性§3.1.2土的应力与应变关...
