软土变形问题读书报告
一. 沉降产生的问题
建筑物的荷载通过基础传给地基,并在地基中扩散,由于土是可以压缩的,地基在附加应力的作用下,就必然会产生变形(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两个方面,一个是建筑物基底压力p,它与建筑物荷载大小、基础底面面积、基础埋深及基础形状有关;另一方面取决于土的压缩性质。从工程意义上来说,地基沉降有均匀沉降和不均匀沉降两类。当建筑物基础均匀下沉时,从结构安全的角度来看,不致有什么影响,但过大的沉降将会严重影响建筑物的使用和美观。例如,造成设备管道排水倒流,甚至断裂等;当建筑物基础发生不均匀沉降时,建筑物可能发生裂缝、扭曲和倾斜,影响使用和安
全,严重时甚至使建筑物倒塌。因此在不均匀或软弱地基上修建建筑物时,必须考虑地基的变形问题。
在J.Michael Duncan的“Limitation of Conventional Analysis of Consolidation Settlement”中,作者列出了固结沉降可能产生的一系列危害,以及预防这些危害的措施和如何治理这些危害。
正如所J.Michael Duncan说的,在软土上基础下沉几英尺很常见,所以估计未来沉降的大小和沉降速率就很重要,这样我们可以采取合适的设计来减少沉降或者避免沉降带来的破坏,可以创造并利用一些设备来估计沉降的发生和沉降速率,因为时间就是金钱。
二.土的压缩性
土的压缩表现为竖向变形和横向变形,一般情况下以前者为主。
土的压缩变形快慢与土的渗透性有关。在荷载作用下,透水性大的饱和无粘性上,压缩过程短,建筑物施工完毕时,可认为其压缩变形已基本完成;而透水性小的饱和粘性土,其压缩过程所
需时间长,需十几年甚至几十年压缩变形才稳定。饱和土体在外力作用下,压缩随则间增长的过程,称为土的同结,对于饱和粘性土而言,大的因结问题非常重要。
不同的土压缩性有很大的差别,其主要影响因素包括土本身的性状(如土粒级配、成分、结构构造、扎隙水等)和环境因素(如应力历史、应力路线、温度等)。为了评价土的这种性质,通常采用室内侧限压缩试验(也叫做固结试验)和现场荷载试验来研究。
三.沉降产生原因和类型
1.引起地基沉降的可能原因
对于建筑物、构筑物以及桥梁等结构而言,设计中需预知其建成后将产生的最终沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜,以判断地基变形值是否超过允许的范围,否则应采取相应的措施,保证结构主体的安全。
在李广信《高等土力学》P247中,作者列出建筑物沉降的可能原因,主要有建筑物荷重,环境荷载,不直接与荷载有关的其他因素,常涉及环境原因。现今常用的计算方法基本上是针对由荷重引起的那部分沉降的。非直接由荷重导致的沉降,需要靠慎重选址、地基预处理或其他结构措施来预防或减轻其减轻危害。