土中孔隙的存在一、基本概念1、土的压缩性：土在外荷载作用下体积缩小的特性。2、地基变形的原因：土中孔隙体积的减小。试验研究表明，在一般压力（100~600kPa)作用下，土粒和水的压缩与土的总压缩量之比是很微小的，因此可以忽略不计，所以把土的压缩为土中孔隙体积的减小。此时，土粒调整位置，重新排列，互相挤紧。土体中的孔隙和水被排出，使孔隙体积减小。3、土的固结：土的压缩量随时间而增长的过程。在荷载作用下，透水性大的饱和无粘性土，其压缩过程在短时间内就可以结束。相反地，饱和粘性土的透水性低，饱和粘性土中的水分只能慢慢排出，因此其压缩稳定所需的时间要比砂土长得多。对于饱和粘性土，土的固结问题是十分重要的。计算地基变形时，必须取得土的压缩性指标，在一般工程中，常用土样完全侧限条件的室内压缩试验来测定土的压缩性指标。二、压缩曲线和压缩性指标（完全侧限条件）(一)、压缩试验（固结试验）和压缩曲线为求土样压缩稳定后的孔隙比，利用受压前后土粒体积不变和土样横截面积不变的两个条件，得出受压前后土粒体积：(二)土的压缩性指标（杆塔基础设计中涉及到的压缩性指标主要是压缩系数和压缩模量Es）1、压缩系数常规试验中，一般按p=50kPa、100kPa、200kPa和400kPa四级加压，测得各级压力作用下的稳定变形量s。压缩性不同的土，其曲线的形状是不一样的。曲线愈陡，说明随着压力的增加，土孔隙比的减小愈显著，因而土的压缩性愈高，所以，曲线上任一点的切线斜率α就表示了相应于压力p作用下土的压缩性：3土的变形模量E0定义：土在无侧限条件下的竖向附加压应力与相应的竖向总应变之比。其物理意义与材料力学上的弹性模量相同，但土的总应变既有弹性应变又有不可恢复的塑性应变，称之为土的变形模量。E0为静荷载试验测定的变形模量，Es为室内侧限压缩试验测定的压缩模量，≥0.5MPa-1，或Es<4MPa时，属高压缩性土。3.2杆塔地基的变形一、计算荷载杆塔基础地基在基底附加压力作用下，砂类土在较短时期就可完成其沉降过程，而粘性土地基总要延续相当长的时期才能完结其沉降过程。为此，在计算地基最终沉降量时，要根据地质条件采取相应的设计荷载。（1）砂类土地基设计荷载，采用送电线路杆塔基础承受的短期运行荷载，包括最大风荷载、最大覆冰、断线、安装引起的荷载等。（2）一般粘性土地基设计荷载，采用杆塔基础承受的长期荷载，包括导线、避雷线、杆塔和基础自重力以及在5m/s风速，年平均气温条件下导、地线张力引起的荷载等。地基的最终沉降量:地基变形稳定后基础底面的沉降量。计算的两个方法：《分层总和法》和《规范法》（一）按分层总和法计算分层总和法，即在地基沉降计算深度范围内划分为若干分层，计算各分层的压缩量，然后求其总和。计算时应先按基础荷载、基础形状和尺寸，以及土的有关指标求得土中应力的分布(包括基底附加压力，地基中的自重应力和附加应力)。利用分层总和法计算时，假设条件：地基是均质的、各向同性的半无限大的、线性的变形体；在压力作用下，地基不产生侧向变形，因此可采用侧限条件下的压缩性指标。为了弥补由于忽略地基土的侧向变形而对计算结果造成的误差，通常取基底中心点下的附加应力进行计算，以基底中点处的沉降代表基础的平均沉降。（1）按比例尺绘制地基土层剖面图和基础剖面图（5）计算地基各分层自重应力平均值（）和自重应力平均值与附加应力平均值之和（）（6）由土的压缩曲线（二）按《规范》方法计算《建筑地基基础设计规范》所推荐的地基最终沉降量另一种形式的分层总和法。它也采用侧限条件的压缩性指标，并运用了平均附加应力系数计算，还规定了地基沉降计算深度的标准以及提出了地基的沉降计算经验系数，使得计算成果接近于实测值。1、基底至地基任意深度z范围内的压缩量假定地基是均质的，从基底至地基任意深度z范围内的压缩量为式中ε为土的侧限压缩应变;A:z深度范围内土的附加应力面积，上式表明z深度范围内附加应力系数K的平均值，所以称为平均附加应力系数。几何意义：以z为高、为底的矩形面积，是z深度内附加应力分布曲线所包围的面积的等代面积。规范法的地基最终沉降量的计算公式如下：图3.5规范法计算地基最终沉降的取值地基沉降计算深度Zn规范规定：（1）沉降计算zn应满足圆形基底：（基底直径）c当杆塔基础埋置较深时，应该考虑开挖基坑时地基的回弹，建筑物施工时又产生地基土再压缩的状况，该部分变形量可按下式计算：例1柱荷载F＝1451.2kN，基础埋深d=0.8m,基础底面尺寸l×b=8m×2m=16m2;地基土层如下图和表所示。试用分层总和法计算基础沉降量。例题2：解：（1）基础底面处的附加压力基础底面处的平均基底压力基础底面