復(fù)合地基力學(xué)參數(shù)

1、復(fù)合地基力學(xué)參數(shù)確定1工程概況略2工程地質(zhì)條件2.1基礎(chǔ)物理力學(xué)指標(biāo)表1下莊倒虹吸各類巖土主要物理力學(xué)參數(shù)建議值表土名天然重度(kN/m )天然孔 隙比e壓縮模 量(MPa)內(nèi)聚力 c(kPa)內(nèi)摩擦角中()樁側(cè)土摩 阻力 標(biāo)準(zhǔn)值 qik(kPa)承載力容許值f (kPa)a0滲透系數(shù)K(cm/s)粘土類19 200.60.96815 3012 1640 601501801.023181.5 1025 3050 801.03551051012 2280 1001.023181.5 1025 30泥炭、草煤類16 181.03551051012 22中細(xì)砂18.5 20.50.4 0.715 2

2、0025 3050 65粉細(xì)砂18 20.50.4 0.8812025 40粉砂土19 200.4 0.681015 3012 1435 55砂礫石19.5 220.4 0.6730 500030 3580 100全風(fēng)化泥巖、頁 石18 200.4 0.610 1520 4020 4014 1850 70強風(fēng)化泥巖、頁 石20 22/15025050 8050 8018 22130150表3本分析各類巖土主要力學(xué)指標(biāo)土名重度彈性模量泊松比內(nèi)聚力c 內(nèi)摩擦角中”(kg/m)(MPa)(kPa)()粉砂類2000400.2222.513粉質(zhì)黏土類1900200.3018.416粘土2000300.

3、3523.914中細(xì)砂2000750.20027.5回填土1850300.30828泥炭1700150.167粉砂質(zhì)泥巖2000500.353016淤泥質(zhì)粘土1800100.35462.5.2復(fù)合地基力學(xué)指標(biāo)的確定根據(jù)Priebe(1978)所提出的復(fù)合地基Cs、中sp分析方法，其 計算公式為tan中 二tan中 + (1 一)tan中C = (1 -o )CR p 1 + m (n -1)式中：cspc、L -分別為原地基土粘聚力及內(nèi)摩擦角;中sp -分別為復(fù)合地基粘聚力及內(nèi)摩擦角;中p碎石樁內(nèi)摩擦角;m樁土面積置換率；表4樁土應(yīng)力比參考值樁間土類型應(yīng)力比n沙土、粉土填土軟塑粘性土2-33-

4、53-6樁土應(yīng)力比，可取35,原土強度低取大值，強度高取小值。nd 2樁身平均直徑;d e一根樁分擔(dān)的處理地基面積的等效圓直徑;S樁間距。對于等邊三角形布置d = 1.055又依據(jù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79-2002)得E - 1 + m（n - 1）e式中：E sp復(fù)合地基壓縮模量；E s -原地基壓縮模量。根據(jù)計算所得復(fù)合地基力學(xué)指標(biāo)如表5所示表5 *斷面復(fù)合地基力學(xué)指標(biāo)X目 土類別重度（kg/m ）彈性模量（MP ）泊松 比粘聚力C （ kP ）內(nèi)摩擦角中（）粉砂層20201020.211.2226中細(xì)砂層20201020.20322.5.3倒虹吸管體及墊層材料參數(shù)鋼筋混凝土有限元

5、分析模型主要有三種方式：組合式、分離式和 整體式。組合式有限元模型已經(jīng)包含了鋼筋和混凝土兩種材料，在推導(dǎo)單 元剛度矩陣時，采用統(tǒng)一的位移函數(shù)，但是考慮了不同的材料特性， 同時計算單元剛度矩陣，單元剛度中包含了混凝土和鋼筋兩種材料對 單元剛度矩陣的貢獻。該模型的特點是單元數(shù)量少，但對于單元中鋼 筋布置不規(guī)則時，單元剛度的計算很麻煩。分離式有限元模型把混凝土和鋼筋作為不同的單元來處理，即混 凝土和鋼筋各自被劃分為足夠小的單元。在平面問題中，混凝土可劃 分為三角形或四邊形單元，鋼筋也可分為三角形或四邊形單元?？紤] 到鋼筋是一種細(xì)長材料，故可忽略其橫向抗剪強度，即把它當(dāng)作線性 單元來處理。該模型的特點

6、是混凝土單元剛度矩陣和鋼筋單元剛度矩陣是分別計算的，然后統(tǒng)一集成到整體剛度矩陣。 必要時可以在鋼筋和混凝土之間嵌入粘結(jié)單元，但是當(dāng)配筋量很大且 不規(guī)則時，劃分單元的數(shù)量很大。整體式有限元模型是將鋼筋彌散于整個單元中，將加筋混凝土視 為連續(xù)均勻材料，求出的是一個統(tǒng)一的剛度矩陣。該方法優(yōu)點是單元 劃分少，計算量小，可適應(yīng)復(fù)雜配筋的情況；缺點是不適用于鋼筋分 布較不均勻的區(qū)域、不易得到鋼筋內(nèi)力心，且不能計算鋼筋與混凝土 之間的粘結(jié)應(yīng)力。由于倒虹吸管道是鋼筋混凝土材料，本分析中倒虹吸管體及墊層 采用整體式模型，即認(rèn)為鋼筋材料是均勻分布在整個混凝土材料中， 并把鋼筋混凝土材料視為均勻連續(xù)的材料。利用剛度

7、等效原則來計算鋼筋混凝土的折算彈性模量。使用的經(jīng)驗公式如下：【1】Er 鋼筋混凝土的折算彈性模量;E C -混凝土的彈性模量;E s -鋼筋的彈性模量;* -配筋率。本項目倒虹吸管身混凝土等級C30，混凝土抗?jié)B等級W6，軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值fck=20.1MPa，設(shè)計值fc=14.3MPa，混凝土軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值ftk=2.01MPa，彈性模量Ec=3.0 x1QMPa，泊松比uc=0.167。倒虹吸管底墊層混凝土等級C15，混凝土軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值 fck=10.0MPa，設(shè)計值fc=7.2MPa，混凝土軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值 ftk=1.27MPa，彈性模量 Ec=2.20 x104MPa，泊松比 uc=0.167o倒虹吸管受力筋采用HRB400，設(shè)計配筋為C28167,抗拉強度 設(shè)計值 f=360MPa，彈性模量 Es=2.0 xl05MPa。結(jié)合地質(zhì)勘查報告，并參考有關(guān)文獻資料，經(jīng)計算確定倒虹吸管 體及墊層材料參數(shù)如表6所示。表6管體及墊層力學(xué)指標(biāo)類別密度(kg/m )彈性模量(MPa)泊松比倒虹吸管體25003.1X101。0.2