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如何理解地基沉降?-土力学与地基基础

时间:2023-08-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:计算地基沉降量的目的,在于确定建筑物的最大沉降量、沉降差、倾斜或局部倾斜,判断其是否超出容许的范围,以便为建筑物设计时采取相应的措施提供依据,保证建筑物的安全。地基土在建筑物荷载作用下,不断地产生压缩变形,压缩稳定后地基表面的沉降称为地基的最终沉降量。对于软黏土地基,主要是固结沉降,其发展变化时间很长。对于无黏性土地基,沉降发展很快,次固结沉降很小。地基沉降又可分为施工期间沉降和工后沉降两部分。

如何理解地基沉降?-土力学与地基基础

荷载通过基础传给地基,并在地基中扩散下去。由于土是可以压缩的,地基在附加应力的作用下,就必然产生变形(主要是竖向变形),从而引起建筑物基础的沉降或倾斜。地基变形的大小主要取决于土的压缩性,结构物的荷载大小,基础刚度及基础的埋深、形状、尺寸等。

计算地基沉降量的目的,在于确定建筑物的最大沉降量、沉降差、倾斜或局部倾斜,判断其是否超出容许的范围,以便为建筑物设计时采取相应的措施提供依据,保证建筑物的安全。

地基土在建筑物荷载作用下,不断地产生压缩变形,压缩稳定后地基表面的沉降称为地基的最终沉降量。按变形机理不同,饱和软黏土地基可能产生的总沉降S可分为三部分,即

式中 Sd——初始沉降或瞬时沉降(cm);

   Sc——固结沉降(cm);

   Ss——次固结沉降(cm)。(www.xing528.com)

初始沉降指在加荷瞬间土孔隙中水来不及排出,孔隙体积尚未变化,地基土在荷载作用下仅发生剪切变形时的地基沉降,又称为瞬时沉降,或立即沉降。实际上该部分沉降的产生也需要一定的时间,视土质情况不同,个别可达几个月。初始沉降实际上是土体的体积不发生改变,由土体形状改变产生的沉降。

在荷载作用下饱和土体中孔隙水的排除导致土体体积随时间逐渐减小,有效应力逐渐增加,这一过程称为主固结。随着时间的增加,孔隙水应力逐渐消散,有效应力逐渐增加并最终达到一个稳定值,此时孔隙水应力消散为零,主固结沉降完成,这一过程所产生的沉降为固结沉降。固结变形持续时间较长,与地基土层厚度、排水条件和土体固结系数有关。深厚软黏土地基中伸出孔隙水压力消散历时很长,有时需要几年或几十年,甚至更长。这时的总沉降称为可能产生的总沉降。

土体在主固结完成之后有效应力增长不变的情况下还会随时间的增长进一步产生蠕变变形,由此引起的沉降称为次固结沉降或蠕变沉降。次固结沉降持续的时间可能更长,对某些土如软黏土是比较重要的,对于坚硬土或超固结土,这一分量相对较小。

将地基沉降分成三部分是从变形机理角度考虑,并不是从时间角度划分的。初始沉降、固结沉降和次固结沉降很难在时间上确切分开。瞬时沉降Sd的产生需要一定的时间。土体固结沉降Sc也有短时间完成的,如邻近排水面的土体的固结,几乎是瞬时发生的。对于软黏土地基,主要是固结沉降,其发展变化时间很长。对于无黏性土地基,沉降发展很快,次固结沉降很小。对于有机质土次固结沉降较大。

地基沉降又可分为施工期间沉降和工后沉降两部分。施工期间沉降包括初始沉降和固结沉降,工后沉降包括固结和次固结沉降。另外,工后沉降又可分为工后某段时间内的沉降量和工后某段时间后的沉降量。对于工后沉降,一般关心前者,即工后一定时间内的沉降值,例如高速公路15年内的沉降。

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