对地基沉降的教学内容改革的探讨

发布时间：2021-10-10 12:08

　　对地基土沉降计算的课程内容提出改革思路,从讨论土体固结度的角度展开,进而引出最终沉降量的计算,最终引出不同的试验方法和压缩性指标。新的教学思路将土力学固结沉降的基本理论与实践应用进行合理的区隔,既能保证基本理论的纯粹性、合理性,也不回避实践中土体复杂性质对理论进一步发展和丰富所提出的挑战。 

【文章来源】：力学与实践. 2020,42(05)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

地基沉降教学新思路

(1)前者在讲到土体的压缩实验和最终沉降量计算时，基本没有涉及到饱和土体的固结。这样容易造成地基土的变形沉降与固结这两块知识的割裂，对学生理解饱和土的固结过程造成障碍；后者不仅体现了太沙基一维固结理论在本科土力学中的重要地位，在计算沉降量(包括固结过程中的沉降量和最终沉降量)时，也始终是基于固结，引出相关试验并确定压缩性指标只是理论应用于实际定量计算时的必要步骤。总的来说，后者理论性更强，学生接受难度也不大，同时又不忽略土工试验在定量计算或评价中的决定性作用。(2)前者在计算最终沉降量时，不管哪种方法的表达式中相关参数所对应加载后的应力都是附加应力或含附加应力的量，体现的是附加应力与沉降量的直接关系，而这与有效应力原理中有效应力对土体变形直接有效的结论看起来并不一致，这种前后知识表面上存在的不一致性易给学生的学习理解造成困扰。而后者，从固结的角度展开最终沉降量计算，如式(1)、式(2)和式(4)、式(5)，能从中明确地看出，当固结结束后土中的有效应力(增量)σ′刚好等于附加应力σz，因此在计算最终沉降量(固结结束后)时，相关表达式是用土中的附加应力σz来代替固结结束后的有效应力(增量)σ′，这样各知识或理论之间协调融洽，更有利于学生理解、接受并掌握相关知识。

式中，σt′为计算点在t时刻的有效应力；σz为计算点固结结束后的有效应力，即该点附加应力；H为土层的厚度。因此，由积分的数学意义得饱和土层的固结度即为土中有效应力增量沿深度分布的面积与附加应力沿深度分布的面积之比。然后，将由一维固结理论解析解得到的σt′和弹性理论得到的σz代入式(1)，最终得到饱和土层某时刻的固结度的计算式(略)，并根据实际使用情况和工程经验得到简化的固结度的计算式(略)。

【参考文献】：
期刊论文
[1]地基沉降计算的困难与突破[J]. 杨光华.  岩土工程学报. 2019(10)
[2]实用主义与土力学[J]. 李广信.  岩土工程学报. 2018(10)
[3]土力学理论需要发展与变革[J]. 赵成刚,李舰,宋朝阳,蔡国庆,刘艳.  岩土工程学报. 2018(08)
[4]土力学理论的发展和面临的挑战[J]. 赵成刚,韦昌富,蔡国庆.  岩土力学. 2011(12)



本文编号：3428350