地基彈性系數(shù)取值

1、彈性地基的處理我們?cè)谶M(jìn)行橋涵等結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)遇到結(jié)構(gòu)物置于地基上或埋于地基中的情形。大多數(shù)情況下，地基并非是剛性的，往往表現(xiàn)為一個(gè)個(gè)分布的彈性支承。為了便于分析和計(jì)算，我們將分布的彈性支承離散成等效的彈性約束。我們可以將土看作為彈性變形介質(zhì)，其地基系數(shù)在地面（或沖刷線）處為零，并隨深度成正比例增長(zhǎng)。相應(yīng)于深度y處的基礎(chǔ)側(cè)面土的地基系數(shù)cy=my；相應(yīng)于深度h處基礎(chǔ)地面土的地基系數(shù)c0=m0h，但c0不得小于10m0。其中m與m0為地基比例系數(shù)，其取值可參照下表采用，當(dāng)有可靠試驗(yàn)資料時(shí)，可采用試驗(yàn)值。非巖石類土的比例系數(shù)m和m0值序  號(hào)土  的  名&#

2、160; 稱m和m0(kN/m4)1流塑粘性土IL1，淤泥300050002軟塑粘性土1>IL0.5，粉砂5000100003硬塑粘性土0.5>IL0，細(xì)砂，中砂10000200004堅(jiān)硬，半堅(jiān)硬粘性土IL<0，粗砂20000300005礫砂，角礫，圓礫，碎石，卵石30000800006密實(shí)卵石夾粗砂，密實(shí)漂卵石80000120000注：本表用于結(jié)構(gòu)在地面處位移最大值不超過(guò)6mm；位移較大時(shí)，適當(dāng)降低。當(dāng)基礎(chǔ)側(cè)面設(shè)有斜坡或臺(tái)階，且其坡度或臺(tái)階總寬與深度之比超過(guò)1:20時(shí)，表中m值應(yīng)減小50%。巖石地基的地基系數(shù)c0不隨巖層面的埋置深度而變，其值按下表采用。巖石地基系數(shù)c0值編

3、  號(hào)Raj(kPa)c0(kN/ m 3)1100030000022500015000000注：Raj為巖石的單軸極限抗壓強(qiáng)度。當(dāng)Raj為中間值時(shí)，c0值采用內(nèi)插法求得。離散后的等效彈性支承的彈簧剛度(k),就等于彈性支承作用面積(A，即單元高度與基礎(chǔ)計(jì)算寬度的乘積)與地基系數(shù)(c0或cy)的乘積，即k=A×c0(或cy)。在離散等效彈性支承時(shí)，同一土層內(nèi)可根據(jù)精度需要，將其分成若干部分，但在土層分界處，必須分開(kāi)。將每一個(gè)分出的部分看成一個(gè)彈性支承，其作用點(diǎn)就在該部分的合力作用點(diǎn)處。下面是一個(gè)箱涵計(jì)算的例子：上圖中，除m0以kN/m4單位外，其余以m為單位。如圖，將該箱分

4、為17個(gè)單元，雖然整個(gè)結(jié)構(gòu)都埋于土中，但由于需要研究箱體的受力，且箱體側(cè)面是受到主動(dòng)土壓力，故在側(cè)面不設(shè)彈性支承，而是將其考慮為荷載。所以，只有6、7、8、9、10號(hào)單元受到彈性支承，它們分別是彈性支承1、2、3、4、5、6。由于需要保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定（維持結(jié)構(gòu)的不可變性），故加上7號(hào)水平約束（非彈性支承）。取1m長(zhǎng)的箱涵進(jìn)行計(jì)算。1、6號(hào)彈簧，其作用寬度取所在單元寬度的一半，從而可計(jì)算它們的剛度為：k=m0h×A=20000×1.50×1.0×0.1=3000(kN/m)=300(t/m)2、3、4、5號(hào)彈簧，其作用寬度取所在兩個(gè)單元寬度和的一半，從而可計(jì)

5、算它們的剛度為：k=m0h×A=20000×1.50×1.0×0.2=6000(kN/m)=600(t/m)對(duì)于樁基礎(chǔ)，由于往往會(huì)發(fā)生水平位移，故需要在側(cè)向放置彈性支承。下面是樁基礎(chǔ)計(jì)算的例題：圖為一直徑2m的樁，將其在地面或局部沖刷線以下部分劃分為4個(gè)單元，它分別位于三種土層中。圖中1、2、3、4即為等效彈性支承，它們作用的位置分別是由所在單元邊界處的地基系數(shù)構(gòu)成的三角形或梯形（即上圖中右邊的實(shí)線圖形）的形心。分別計(jì)算4個(gè)彈性支承的彈簧剛度。彈性支承1：k1=0.5m1h1×A1=0.5×18000×0.9(2+1)

6、15;3=72900(kN/m)=7290(t/m)彈性支承2：k2=0.5m2h1+m2×(h1+h2)×A2=0.5×(18000+70000)×0.9(2+1)×4=475200(kN/m)=47520(t/m)彈性支承3：k3=0.5m2×(h1+h2)+m2×(h1+h2+h3)×A3=0.5×(70000+110000)×0.9(2+1)×4=972000(kN/m)=97200(t/m)彈性支承4：k4=0.5m3×(h1+h2+h3)+m3×(h1+

7、h2+h3+h4)×A4=0.5×(44000+60000)×0.9(2+1)×4=561600(kN/m)=56160(t/m)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，遇到結(jié)構(gòu)物置于地基上或埋于地基中的情況時(shí)，多數(shù)情況下，地基，往往表現(xiàn)為一個(gè)個(gè)分布的彈性支承。為了便于計(jì)算，將分布的彈性支承離散成等效的彈性約束。在橋博中，需要用戶計(jì)算出相應(yīng)的彈性系數(shù)?？梢詤⒖嫉鼗A(chǔ)相關(guān)教程中的方法計(jì)算，如可按類似于m法計(jì)算：首先，將土看作為彈性變形介質(zhì)，根據(jù)相關(guān)規(guī)范等查取針對(duì)某一土層的地基系數(shù)隨深度變化的比例系數(shù)m值，然后計(jì)算出地基系數(shù)Cz=m*z，其中：z是指深度。 對(duì)于基礎(chǔ)底部的地基系數(shù)C0=m0*h，m0為基礎(chǔ)底部豎向地基系數(shù)的比例系數(shù)，h為基礎(chǔ)的入土深度。然后，將土層離散，對(duì)于不同的土層，需要根據(jù)土層的頂、底面作為劃分面。根