最新Excel复合地基沉降量计算
- 格式:xls
- 大小:81.00 KB
- 文档页数:3
饱和黏土地基任一时间沉降量的Excel解法第5卷第2期安徽水利水电职业技术学院V o1.5No.22005年6月JOURNALOFANHUITECHNICALCOLLEGEOFWArFERRESOURCESANDHYD ROELECTRICPOWERJun.2005饱和黏土地基任一时间沉降量的Excel解法梁昌俊(广东嘉应学院土木工程系,广东梅州514015)摘要:文章介绍Excel在饱和黏土地基沉降计算中的应用.并将计算结果与传统的查图表求解法所得结果进行比较.关键词:Excel;地基沉降;沉降时间中图分类号:TP317.3文献标识码:A文章编号:1671_6221(2005)02-0008-03 TheapplicationofExceltothecalculationoffoundation settlementofsaturationclayLIANGChang-jun(DepartmentofCivilEngineering,JiayingUniversity,Meizhou514015,China) Abstract:TheapplicationofExceltothecalculationoffoundationsettlementofsaturationcla yisintroduced, andhavebeencomparedwiththeresultsgivenbycheckingthediagram.Keywords:Excel;settlementoffoundation;timeofsettlement;地基基础的设计必须同时满足强度条件和变形条件.特别是对饱和的高压缩性黏土需要掌握沉降随时间发展过程.沉降与时间的关系成为地基沉降控制的关键问题之一.目前,沉降与时间的关系一般采用单向固结理论.某一时刻的沉降量S.与沉降时间t有着复杂的函数关系,在具体计算时,通过查关系曲线来确定沉降与时间的关系.查曲线的缺点是其结果的随意性较大,具有不确定性.Excel提供了强大的函数计算和作图的功能,在计算地基与时间关系时,不仅能快速,准确地计算出有关的数值,而且能画出准确的关系曲线.1基于单向固结理论的沉降与时间关系公式.s:(?一sin)dZ=(1)其中,U:1一=82'∑1?e为竖向固结度;H为土层中最远处排水距离.单面排水时取土层厚度;双面排水时,水从中心分别向上下两方向渗透,取土层厚度之半m;or:为地基平均附加应力,取上下界面附加应力的平均值,kPa;or为土的压缩系数MPa~;e为自重应力作用下的孔隙比;S为某一时刻收稿日期:20o4作者简介:梁昌俊,(1963一)男,广东梅县人,讲师,工程师,硕:生,从事土木工程地下结构研究第2期梁昌俊:饱和黏土地基任一时间沉降量的Excel解法9的沉降量;为时间因素,:等;c为土的竖向固结系数,Cy:透系数;为水的重度,取:10kN/m.当U>30%时,U的级数收敛很快,可近似地取其中的第一项,即::-一若2由此可得£:一"ITCi(1一(,)];k为土的渗2饱和黏土地基任一时间沉降量或某沉降量对应的时间的Excel解法(3)(4)2.1求任一时间的沉降量的Excel法在Excel中建立工作表.在竖向固结系数单元格输入计算1000:IcB24:Ic(1+C24)/(D24:IcE24),按回车键后得到竖向固结系数.在时间因素单元格中输入计算式4F24G24)/H24H24)可得到时间因素.在固结结度单元格中输入计算式1—8/(3.141593.14159)EXP((一3.141593.14159/4)124.得到固结度在S单元格中输入计算式J24L24,可得到一年后的沉降量.2.2某沉降所需的时间t的Excel法在Excel中建立的工作表.在竖向固结系数单元格中输入计算式1000A3(1+B3)/(C3D3),按回车键后得竖向固结系数.在时间t单元格中输入计算式LN((3.141593.14159/8)(1一G3))(一4F3F3)/(3.141593.14159E3),可得沉降时间.2.3Excel图表功能绘沉降与时间关系曲线或固结度与时间关系曲线先用Excel列表计算不同时间对应的沉降量,方法同上.用Excel的图表功能就可作XY散点图.3算例已知某基础中点下的附加应力如图1所示,基底下有一薄透水砂层,其下为厚8171的饱和黏土层,黏土层下为密实透水砂层,假定此密实砂层不会发生变形.黏土层在自生应力作用下的孔隙比e:O.88,压缩系数:O.25MPa一,渗透系数后:0.0019m/yr.用Excel法绘出沉降与时间关系曲线和固结度与时间关系曲线.先用Excel法列表算出t:1,2,3…10时的对应沉降量S,如表1所列.再由表求出不同固结度下对应沉降时间£,如表2所列.表1沉降量与时间关系密实砂层图1附加应力图安徽水利水电职业技术学院第5卷表2固结度与时间关系再用Excel中图表功能,可自动绘出所要求的关系曲线,如图2和图3所示.J斗\星曾世.固结度/(%)沉降时间/年O0.2O?40.60.8l0l23456789lO图2固结度与沉降时间的关系4结束语OJ斗4O垦8O磐120l6O200图3地基沉降与时间的关系曲线Excel方法的优点是计算速度快,准确性高,且可以直接作出沉降与时间关系曲线,因此,在处理地基沉降与时间关系数据时,可以达到事半功倍的效果.[参考文献][1]周汉荣,赵明华.土力学地基与基础(第三版)[M].北京:中国建筑工业出版社.2003.[2]全国专业技术人员计算机应用能力考试专家委员会,Exce197f}l文电子表格[M],沈阳:辽宁人民出版社.2002[3]杨小平,土力学地基与基础[M].武汉:武汉大学出版社. 2000.(责任编辑陈化钢)O加∞∞∞∞加。
沉降量计算方法①用坐标纸按比例绘制土层分布剖面图和基础剖面图,如图所示。
分层总和法计算地基沉降②计算地基土的自重应力σc,土层变化处为计算点。
计算结果按照力的比例尺(如1cm代表100kPa)绘于基础中心线左侧,注意自重应力分布曲线的横坐标只表示该点的自重应力值,应力的方向都是竖直方向。
③计算基础底面的接触压力。
④计算基础底面的附加应力。
⑤沉降计算分层。
为使地基沉降计算比较精确,除按0.4b 和1~2m分层以外,还需考虑下列因素:a.地质剖面图中,不同的土层,因压缩性不同应为分层面;b.地下水位应为分层面;c.基础底面附近的附加应力数值大且曲线的曲率大,分层厚度应小些,使各计算分层的附加应力分布曲线以直线代替计算时误差较小。
⑥计算地基中的附加应力分布。
按分层情况将附加应力数值按比例尺绘于基础中心线的右侧。
例如,深度z处,M点的竖向附加应力σz值,以线段Mm表示。
各计算点的附加应力连成一条曲线KmK′,表示基础中心点O以下附加应力随深度的变化。
⑦确定地基受压层深度zn。
由上图中自重应力和附加应力分布两条曲线,可以找到某一深度处附加应力σz为自重应力σcz的20%,此深度称为地基受压层深度zn。
4)分层总和法特点分层总和法计算沉降的优点是概念比较明确,计算过程及变形指标的选取比较简便,易于理解掌握,适用于不同地基土层的情况。
但是采用上述方法进行建筑物地基沉降计算,并与大量建筑物的沉降观测值比较,发现具有下列规律:①对于中等地基,计算沉降量与实测沉降量相近,即s计≈s 实;②对于软弱地基,计算沉降量远小于实测沉降量,即s计<s 实;③对于坚实地基,计算沉降量远大于实测沉降量,即s计>s 实。
地基沉降量计算值与实测值不一致的原因主要有以下3个方面:①分层总和法计算所作的几点假定,与实际情况不完全相符;②土的压缩性指标试样的代表性、取原状土的技术及实验的准确度都存在问题;③在地基沉降计算中,没有考虑地基、基础与上部结构的共同作用。
地基沉降量计算地基沉降量计算地基变形在其表面形成的垂直变形量称为建筑物的沉降量。
在外荷载作用下地基土层被压缩达到稳定时基础底面的沉降量称为地基最终沉降量。
一、分层总和法计算地基最终沉降量计算地基的最终沉降量,目前最常用的就是分层总和法。
(一)基本原理该方法只考虑地基的垂向变形,没有考虑侧向变形,地基的变形同室内侧限压缩试验中的情况基本一致,属一维压缩问题。
地基的最终沉降量可用室内压缩试验确定的参数(e i、E s、a)进行计算,有:变换后得:或式中:S--地基最终沉降量(mm);e--地基受荷前(自重应力作用下)的孔隙比;1e--地基受荷(自重与附加应力作用下)沉降稳定后的孔隙比;2H--土层的厚度。
计算沉降量时,在地基可能受荷变形的压缩层范围内,根据土的特性、应力状态以及地下水位进行分层。
然后按式(4-9)或(4-10)计算各分层的沉降量S。
最后将各分层的沉降量总和起来即为地基的最终沉降量:i(二)计算步骤1)划分土层如图4-7所示,各天然土层界面和地下水位必须作为分层界面;各分层厚度必须满足H i≤0.4B(B为基底宽度)。
2)计算基底附加压力p03)计算各分层界面的自重应力σsz和附加应力σz;并绘制应力分布曲线。
4)确定压缩层厚度满足σz=0.2σsz的深度点可作为压缩层的下限;对于软土则应满足σz=0.1σsz;对一般建筑物可按下式计算z n=B(2.5-0.4ln B)。
5)计算各分层加载前后的平均垂直应力p=σsz;p2=σsz+σz16)按各分层的p1和p2在e-p曲线上查取相应的孔隙比或确定a、E s等其它压缩性指标7)根据不同的压缩性指标,选用公式(4-9)、(4-10)计算各分层的沉降量Si8)按公式(4-11)计算总沉降量S。
分层总和法的具体计算过程可参例题4-1。
例题4-1已知柱下单独方形基础,基础底面尺寸为2.5×2.5m,埋深2m,作用于基础上(设计地面标高处)的轴向荷载N=1250kN,有关地基勘察资料与基础剖面详见下图。
地基土最终沉降量计算表
镇平石佛寺镇榆树庄新农村建设新村孔号:1# 附加应力:106.2 附表:
地基土最终沉降量计算表
镇平石佛寺镇榆树庄新农村建设新村孔号:7 附加应力:106.2 附表:
地基土最终沉降量计算表
镇平石佛寺镇榆树庄新农村建设新村孔号:3 附加应力:106.2 附表:
地基土最终沉降量计算表
镇平石佛寺镇榆树庄新农村建设新村孔号:9 附加应力:106.2 附表:
地基土最终沉降量计算表
镇平石佛寺镇榆树庄新农村建设新村孔号:2# 附加应力:106.2 附表:
地基土最终沉降量计算表
镇平石佛寺镇榆树庄新农村建设新村孔号:8# 附加应力:106.2 附表:
地基土最终沉降量计算表
镇平县石佛寺榆树庄新农村建设新村孔号:4# 附加应力:106.2 附表:
地基土最终沉降量计算表
镇平县石佛寺榆树庄新农村建设新村孔号:10# 附加应力:106.2 附表:
地基土最终沉降量计算表
镇平县石佛寺榆树庄新农村建设新村孔号:6# 附加应力106.2 附表:
地基土最终沉降量计算表
镇平县石佛寺榆树庄新农村建设新村孔号:12# 附加应力:106.2 附表:
地基土最终沉降量计算表
镇平石佛寺镇榆树庄新农村建设新村孔号:5# 附加应力:106.2 附表:
地基土最终沉降量计算表
镇平石佛寺镇榆树庄新农村建设新村孔号:11# 附加应力:106.2 附表:
友情提示:方案范本是经验性极强的领域,本范文无法思考和涵盖全面,供参考!最好找专业人士起草或审核后使用。