第三章土的压缩性与地基沉降计算 地基在荷载作用下会产生附加应力从而引起地基(主要是竖向变形),建筑 物基础亦随之沉降。如果沉降超过容许范围,就会导致建筑物发裂或影响其正常 使用,严重者还会威胁建筑物的安全。因此,在地基基础设计与施工时,必须重 视地基变形问题;如果地基不均匀或上部结构荷载差异较大,还应考虑不均匀沉 降对建筑物的影响。 为了计算地基的变形量,必须了解土的压缩性。通过室内或现场试验,求出 土的压缩性指标,可计算基础的最终沉降量(地基稳定后的沉降量);并可研究 地基变形与时间的关系,以便了解建筑物使用期间某一时刻的的变形量。因此, 研究地基的变形,对于保证建筑物的经济性和安全具有重要意义 导致地基变形的因素很多.但大多数情况下主要是建筑物荷载引起的。本章 主要介绍土的压缩性、压缩性指标及由建筑物荷载引起的地基最终沉降量的计 算 第一节土的压缩性 基本概念 (一)压缩性 土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。土体积缩小的原因,从土 的三相组成来看不外乎有以下三个方面:①土颗粒本身的压缩;②土孔隙中不同 形态的水和气体的压缩;③孔隙中部分水和气体被挤出,土颗粒相互移动靠拢使 孔隙体积减小。试验研究表明,在一般建筑物压力100~600CKPa作用下,土颗 粒及水的压缩变形量不到全部土体压缩变形量的1/400,可以忽略不计。气体的 压缩性较大,密闭系统中,土的压缩是气体压缩的结果,但在压力消失后,土的 体积基本恢复,即土呈弹性。而自然界中土是一个开放系统,孔隙中的水和气体 在压力作用下不可能被压缩而是被挤出,由此,土的压缩变形主要是由于孔隙中 水和气体被挤出,致使土孔隙体积减小而引起的 土体压缩变形的快慢与土中水渗透速度有关。对透水性大的砂土,建筑物施 工完毕时,可认为压缩变形已基本结束;对于高压缩性的饱和粘性土,由于渗透 速度慢,施工完毕时一般只达到总变形量的5%~20%。在相同压力条件下,不同 土的压缩变形量差别很大,可通过室内压缩试验或现场载荷试验测定。 无粘性土 粘性土 粘性与无粘性土变形与渗透性关系 (二)固结与固结度 土的压缩需要一定的时间才能完成,对于无黏性土,压缩过程所需的时间较 短。对于饱和黏性土,由于水被挤出的速度较慢,压缩过程所需的时间就相当长, 需几年甚至几十年才能压缩稳定。第三章 土的压缩性与地基沉降计算 地基在荷载作用下会产生附加应力,从而引起地基 (主要是竖向变形)，建筑 物基础亦随之沉降。如果沉降超过容许范围，就会导致建筑物发裂或影响其正常 使用，严重者还会威胁建筑物的安全。因此，在地基基础设计与施工时，必须重 视地基变形问题；如果地基不均匀或上部结构荷载差异较大，还应考虑不均匀沉 降对建筑物的影响。 为了计算地基的变形量，必须了解土的压缩性。通过室内或现场试验，求出 土的压缩性指标，可计算基础的最终沉降量（地基稳定后的沉降量）；并可研究 地基变形与时间的关系，以便了解建筑物使用期间某一时刻的的变形量。因此， 研究地基的变形，对于保证建筑物的经济性和安全具有重要意义。 导致地基变形的因素很多．但大多数情况下主要是建筑物荷载引起的。本章 主要介绍土的压缩性、压缩性指标及由建筑物荷载引起的地基最终沉降量的计 算。 第一节 土的压缩性 一、基本概念 (一)压缩性 土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。土体积缩小的原因，从土 的三相组成来看不外乎有以下三个方面：①土颗粒本身的压缩；②土孔隙中不同 形态的水和气体的压缩；③孔隙中部分水和气体被挤出，土颗粒相互移动靠拢使 孔隙体积减小。试验研究表明，在一般建筑物压力 100～600KPa 作用下，土颗 粒及水的压缩变形量不到全部土体压缩变形量的 1/400，可以忽略不计。气体的 压缩性较大，密闭系统中，土的压缩是气体压缩的结果，但在压力消失后，土的 体积基本恢复，即土呈弹性。而自然界中土是一个开放系统，孔隙中的水和气体 在压力作用下不可能被压缩而是被挤出，由此，土的压缩变形主要是由于孔隙中 水和气体被挤出，致使土孔隙体积减小而引起的。 土体压缩变形的快慢与土中水渗透速度有关。对透水性大的砂土，建筑物施 工完毕时，可认为压缩变形已基本结束；对于高压缩性的饱和粘性土，由于渗透 速度慢，施工完毕时一般只达到总变形量的 5%～20%。在相同压力条件下，不同 土的压缩变形量差别很大，可通过室内压缩试验或现场载荷试验测定。 无粘性土 粘性土 粘性与无粘性土变形与渗透性关系 (二)固结与固结度 土的压缩需要一定的时间才能完成，对于无黏性土，压缩过程所需的时间较 短。对于饱和黏性土，由于水被挤出的速度较慢，压缩过程所需的时间就相当长， 需几年甚至几十年才能压缩稳定