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文檔簡(jiǎn)介
4地基計(jì)算模型p.734.1文克勒地基模型4.2彈性半空間地基模型4.3線性變形層和單向壓縮層地基模量4.4模型應(yīng)用黃文熙:(1)任何一個(gè)模型,只有通過(guò)實(shí)踐的驗(yàn)證,才能確定它的可靠性;(2)模型應(yīng)該盡量簡(jiǎn)化;(3)復(fù)雜的工程問(wèn)題應(yīng)該選擇不同的模型進(jìn)行反復(fù)的比較;(4)模型應(yīng)該有針對(duì)性,不同的土和不同的工程問(wèn)題應(yīng)該選擇不同的、最合適的模型;(5)可以把經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證的,但比較復(fù)雜的彈塑性模型當(dāng)作衡量標(biāo)準(zhǔn),在和它的計(jì)算結(jié)果相比較的基礎(chǔ)上,去創(chuàng)建便于應(yīng)用的簡(jiǎn)化模型,或去鑒定舊的簡(jiǎn)化計(jì)算方法的可靠性。4.1文克勒地基模型
p=ks(3-1)優(yōu)點(diǎn):(1)參數(shù)少,且便于確定;
(2)取值誤差對(duì)內(nèi)力的影響小;p.88算例:當(dāng)基床系數(shù)k減小一倍時(shí),基礎(chǔ)彎矩、沉降、基底反力分別增大了8.1%、103.8%、2%。
(3)便于應(yīng)用,有解析解。例如彈性地基上梁板的分析;基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算等。缺點(diǎn):(1)不能反映土的非線性非彈性性質(zhì)。(用于彈性段較合適,即應(yīng)力水平低時(shí)較合適)
(2)不能擴(kuò)散應(yīng)力,即τ=0。(不能有相鄰荷載影響,用于薄壓縮層地基最合適)適用范圍:
(1)地基主要受力層為軟土;
(2)薄壓縮層地基;
(3)基底下塑性區(qū)相對(duì)較大;
(4)支承在樁上的連續(xù)基礎(chǔ),可以用彈簧體系來(lái)代替群樁。兩類應(yīng)用問(wèn)題:
(1)基礎(chǔ)分析注重結(jié)果(非線性的影響不大,關(guān)鍵是k的取值)
(2)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)分析注重過(guò)程(非線性的影響大,在低應(yīng)力水平時(shí)較合適)ps豎向基床系數(shù)的確定:p.85
p=ks由上式可知,基床系數(shù)k不是單純表征土的力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算指標(biāo)(類似的有:fa,a,Es)按基礎(chǔ)的預(yù)估沉降量確定:k=p0/sm薄壓縮層地基:sm=σzh/Es≈p0h/Es
k=Es/h=1/(∑hi/Esi)(3-29)例:100kPa
100kPa
Es=4MPa
5mEs=4MPa
10m
巖石巖石
k=4000/5=800kN/m3
k=4000/10=400kN/m3表格法:分段取值:
k1k2
k3水平向基床系數(shù)(水平抗力系數(shù))的確定:應(yīng)用中的幾個(gè)問(wèn)題:
(1)基底脫開(kāi)區(qū)的處理割斷彈簧
(2)塑性區(qū)的處理變彈簧為已知力
(3)不能反映架越作用措施:內(nèi)部區(qū)域采用較柔的彈簧,邊界區(qū)域采用較剛的彈簧(k值是內(nèi)部區(qū)域相應(yīng)值的1.5~2倍)[3]。雙參數(shù)和三參數(shù)模型--文克勒模型的改進(jìn):4.2彈性半空間地基模型P4.2.1豎向集中力作用下--布辛奈斯克解答豎向應(yīng)力:豎向位移:?jiǎn)栴}:R→0時(shí),σz、w→∞4.2.2豎向均布矩形荷載作用下
豎向應(yīng)力:σz=Kc
p0
地面沉降:s=(1-μ2)ωbp0/E0問(wèn)題:l/b=110100100010000z/b=1,σz=0.1750.2050.2050.2050.205收斂
ωc=0.561.272.002.743.47不收斂4.2.3豎向線荷載作用下--弗拉曼解應(yīng)力:表面位移:
C為一任意常數(shù),無(wú)閉合解。4.2.4半空間內(nèi)部集中力作用下--明德林解答豎向集中力:水平集中力:應(yīng)用:豎向受荷樁分析,水平受荷樁分析,基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)分析表達(dá)形式:
{s}=[δ]{R}(3-4)優(yōu)點(diǎn):能夠擴(kuò)散應(yīng)力和變形;可以反映鄰近荷載的影響;便于數(shù)值分析。缺點(diǎn):計(jì)算沉降值偏大;未能考慮地基的成層性、非均質(zhì)性、非線性等。造成沉降偏大的原因:1)彈性解本身的缺陷;2)參數(shù)E0的取值。解決措施:有限壓縮層深度法[7]x
s=w(x,0)-w(x,z)或
z參數(shù)選擇沉降類別:瞬時(shí)沉降:采用彈性模量E,μ=0.5(飽和土)最終沉降:采用變形模量E0,μ為排水泊松比排水條件:不排水:如加荷時(shí)間短的弱透水層固結(jié)不排水:固結(jié)度問(wèn)題排水:如砂層計(jì)算類別:計(jì)算土體破壞計(jì)算地基沉降荷載作用:豎向荷載作用:載荷試驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)公式、表格水平荷載作用:旁壓試驗(yàn)砂土:E0=2.5N
粘性土(不排水):
Poulos(反算割線模量):E0=(15~95)cu
Banerjee與Davies(反算模量):Es=(100~180)cu
D’Appolonia(反算切線模量):E0=(250~400)cu
竹下準(zhǔn)之介:E0=(210~480)cu反分析法--E0可稱之為等效模量、綜合模量,…其他因素:應(yīng)力路徑、應(yīng)力水平等4.3線性變形層和單向壓縮層地基模型[7]4.3.1線性變形層地基模型均布矩形荷載角點(diǎn)下z深度處的豎向位移:從荷載面至有限深度z范圍內(nèi)的豎向變形量:式中C為地基豎向變形系數(shù):
szi-1
szi?si
4.3.2單向壓縮層地基模型取E=Es,μ=0,,則優(yōu)點(diǎn):1)能較好地反映地基土擴(kuò)散應(yīng)力和變形的能力;
2)能反映土層沿深度和水平方向的變化;
3)計(jì)算結(jié)果較為理想。缺點(diǎn):要求地質(zhì)資料詳細(xì)。4.4模型
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