岩土工程现行复合地基沉降理论实用
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岩土工程中的固结与沉降分析岩土工程是建筑和土木工程中的重要分支,涉及到土壤和岩石的力学性质以及它们与结构物之间的相互作用。
在进行岩土工程设计和施工时,必须对土壤和岩石进行固结与沉降分析,以确保结构物的稳定和安全。
固结是指土壤颗粒之间排列的重新调整过程。
当外部荷载施加到土壤上时,土壤颗粒之间会发生重新排列,使土壤体积减小。
同时,由于土壤中的水分向外排出,土壤中的有效应力也会增加,导致土体的强度增加。
固结是一种不可逆的过程,只能通过重新排列颗粒来改变土体的结构。
固结的主要原因是土壤重力的作用和胀缩引起的体积变化。
重力对土壤的压缩会导致粒间通孔径减小,颗粒排列更加紧密,从而使土壤体积减小。
胀缩则是由于土壤中的含水量变化引起的,当土壤中的水分减少时,土壤会发生收缩,体积减小。
固结分析的目的是根据土壤的力学性质和外部荷载的大小,来估计土壤的固结变形和孔隙水压力的变化。
沉降是指土壤体积变化引起地表下陷的现象。
这种下陷会导致结构物的沉降,可能会引起结构物的变形和破坏。
在岩土工程中,通常需要对土壤的沉降进行分析和预测,以确保结构物的稳定性和安全性。
土壤的沉降主要有两个原因:固结引起的沉降和不可压缩土壤的压缩引起的沉降。
前者是由于土壤的固结过程导致的体积变化引起的沉降,后者是由于土壤的压缩性引起的体积变化引起的沉降。
固结引起的沉降是一个时间较长的过程,需要通过实验和模型分析来预测。
而不可压缩土壤的压缩引起的沉降则可以通过简单的计算公式来估算。
在固结与沉降分析中,常用的方法包括基于试验数据的经验公式和基于物理原理的理论模型。
经验公式是根据大量实验数据总结得出的经验规律,能够提供一定程度的准确性。
理论模型则是基于土壤力学原理和物理原理建立的数学模型,能够提供更深入的分析和预测。
然而,在进行固结与沉降分析时,还需要考虑土壤的非饱和性质。
非饱和土壤是指含有气体和液体两相介质的土壤,其力学性质和固结与沉降行为与饱和土壤存在差异。
岩土工程中的土壤固结与沉降分析岩土工程是土木工程学科中的重要分支,涉及到土壤的性质与行为研究。
其中,土壤的固结与沉降分析是岩土工程中的一个关键环节。
土壤固结是指土壤由于应力加载而产生排水剪切应力差导致的变形过程。
在土壤内部,颗粒之间存在着颗粒之间的空隙,称为孔隙。
当土壤受到垂直应力作用时,孔隙中的水分受到压缩,导致孔隙减小,土壤颗粒之间会发生重新排列,从而引起固结变形。
土壤固结过程可以通过固结指标来表征,常用的固结指标包括固结压缩指数、固结度和预压力等。
土壤沉降是指土壤由于固结引起的垂直减少变形。
沉降是土壤固结过程的自然延伸,对工程建设具有重要影响。
土壤沉降的预测是岩土工程中一个关键的技术问题,主要是为了保证工程的稳定性和安全性,以及对工程设计提供有力的依据。
土壤沉降是土壤固结的结果,通常可以通过试验室和现场观测来进行评估和预测。
土壤固结与沉降分析对工程建设具有重要的指导意义。
首先,通过对土壤固结和沉降过程的分析,可以合理选择施工方法和施工工艺,以减少土壤固结对工程的不利影响。
其次,土壤固结与沉降分析可以用于预测和评估工程的变形和沉降情况,在工程设计中提供必要的技术支持。
此外,对土壤固结和沉降过程的深入研究,可以为岩土工程的理论研究和工程实践提供重要的参考。
土壤固结与沉降分析中常用的方法包括理论分析方法和实验方法。
理论分析方法主要是通过建立数学模型和力学方程,来模拟和预测土壤固结与沉降过程。
实验方法包括室内试验和现场观测,通常采用标准试验方法和现场监测仪器来进行数据采集和分析。
综合运用理论分析和实验方法,能够有效地评估土壤固结和沉降的发展趋势和程度,从而为土木工程的设计和施工提供科学依据。
在土壤固结与沉降分析中,需要考虑的因素较多。
首先,土壤的物理性质和力学性质对固结与沉降过程具有重要影响。
例如,土壤的颗粒组成、颗粒大小和孔隙结构等特征,会直接影响土壤的固结和沉降性质。
其次,外界加载条件也是影响土壤固结与沉降的重要因素。
第三节 地基沉降实用计算方法一、弹性理论法计算沉降(一) 基本假设弹性理论法计算地基沉降是基于布辛奈斯克课题的位移解,因此该法假定地基是均质的、各向同性的、线弹性的半无限体,此外还假定基础整个底面和地基一直保持接触。
布辛奈斯克是研究荷载作用于地表的情形,因此可以近似用来研究荷载作用面埋置深度较浅的情况。
当荷载作用位置埋置深度较大时,则应采用明德林课题的位移解进行弹性理论法沉降计算。
(二) 计算公式建筑物的沉降量,是指地基土压缩变形达固结稳定的最大沉降量,或称地基沉降量。
地基最终沉降量:是指地基土在建筑物荷载作用下,变形完全稳定时基底处的最大竖向位移。
基础沉降按其原因和次序分为:瞬时沉降d S ;主固结沉降c S 和次固结沉降s S 三部分组成。
瞬时沉降:是指加荷后立即发生的沉降,对饱和土地基,土中水尚未排出的条件下,沉降主要由土体测向变形引起;这时土体不发生体积变化。
(初始沉降,不排水沉降)固结沉降:是指超静孔隙水压力逐渐消散,使土体积压缩而引起的渗透固结沉降,也称主固结沉降,它随时间而逐渐增长。
(主固结沉降)次固结沉降:是指超静孔隙水压力基本消散后,主要由土粒表面结合水膜发生蠕变等引起的,它将随时间极其缓慢地沉降。
(徐变沉降)因此:建筑物基础的总沉降量应为上述三部分之和,即s c s s s s s ++=计算地基最终沉降量的目的:(1)在于确定建筑物最大沉降量;(2)沉降差;(3)倾斜以及局部倾斜;(4)判断是否超过容许值,以便为建筑物设计值采取相应的措施提供依据,保证建筑物的安全。
1、 点荷载作用下地表沉降ErQ y x E Q s πνπν)1()1(2222-+-==2、 绝对柔性基础沉降⎰⎰----=Ay x d d p Ey x s 2202)()(),(1),(ηξηξηξπν0)1(2bp s c Ec ων-=3、 绝对刚性基础沉降(1) 中心荷载作用下,地基各点的沉降相等。
复合地基沉降计算方法的分析与说明摘要:复合地基的设计主要关心的是承载力和沉降问题,实际工程中,存在很多承载力满足,而由于沉降过大而造成地基无法正常工作的案例,大量研究表明,复合地基很大一部分都是有沉降进行控制的。
所以对沉降的计算成了复合地基设计的关键。
复合地基沉降计算方法多种多样,既有理论分析方法也有试验方法和数值计算方法,设计中如何甄别采用哪种计算方法,既需要工程人员具有扎实的基本功,也需要具有丰富的工程经验。
关键词:复合地基;沉降;计算方法0 引言近些年随着经济建设快速发展,建筑行业得到前所未有的发展,建筑高度和建筑设计及施工难度不断地被刷新。
建筑物难度的增加,对地基基础问题也带来的极大的挑战,同时也促使地基基础设计的快速发展。
以前很多建筑由于建设楼层不高,功能简单,通常荷载不大,故通常将建筑物直接建在天然地基上,并且事实证明,这些建筑物至今仍很好的工作着。
但是随着建筑高度越来越高,建筑形式越来越复杂,天然地基无法承受上部结构荷载,就要采用其他的地基基础形式,目前采用较为普遍的形式为桩基础和复合地基。
桩基础是将上部荷载通过桩体传递给深部土层的基础形式,复合地基则是采用桩和土共同承载的形式,由于复合地基相对于桩基础具有费用低,施工速度快等优点,在建筑工程中得到越来越多的应用。
复合地基的设计主要关心的是承载力和沉降问题,实际工程中,存在很多承载力满足,而由于沉降过大而造成地基无法正常工作的案例,大量研究表明,复合地基很大一部分都是有沉降进行控制的。
所以对沉降的计算成了复合地基设计的关键,本文就目前存在的沉降计算方法进行讨论。
1 复合地基沉降计算方法关于复合地基沉降计算方法目前现有文献提供的方法非常的多,大致可归纳为以下几种(1)分为加固区与非加固区的方法这种方法也是JGJ79—2012《建筑地基处理设计规范》所给出的方法,该方法主要思路是将地层分为桩长范围的加固区和下卧层的非加固区,对于加固区,先计算桩和土的复合模量,然后分层法计算加固区沉降,对于下卧层的非加固区,直接用分层法计算沉降,其实这种方法,就是将复合地基通过复合模量等效为均质地基,通过分层法进行计算沉降。
岩土工程中的地基沉降分析岩土工程是研究土壤、岩石及其工程性质以及这些材料的使用和改进方法的学科领域。
其中,地基沉降是岩土工程中一个重要的问题,它涉及到工程结构的稳定性和安全性。
本文将从地基沉降的定义和原因入手,探讨地基沉降的分析方法和对工程设计的影响。
地基沉降是指地下土层在加荷或排水作用下,由于土的变形而导致的地面下沉现象。
造成地基沉降的原因主要包括自然荷载和人工荷载。
自然荷载包括地层自身的重量、地下水位变化和地震等,而人工荷载则是由工程结构和地下管线等负荷导致的。
这些荷载的作用会使土体发生变形,从而导致地面沉降。
地基沉降的分析方法主要有经验法和理论法。
经验法是基于历史数据和工程经验进行预测和分析,它简单实用,对于某些普通工程来说是可以接受的。
但是,经验法的适用范围有限,对于特殊工程和复杂地质条件下的地基沉降分析就显得力不从心了。
因此,理论法的应用变得越来越重要。
理论法基于岩土力学原理,通过对土体的性质和荷载的作用进行分析,来预测和评估地基沉降的可能性和程度。
常用的理论法包括有限元法、有限差分法等。
这些方法在计算机技术的支持下,能够更精确地模拟土体的变形过程,提供更具科学性和可靠性的结果。
在工程设计中,地基沉降的影响是不可忽视的。
首先,地基沉降会导致工程结构的变形和破坏,影响其使用寿命和安全性。
特别是对于高层建筑和大型桥梁等重要工程来说,地基沉降的控制是至关重要的。
其次,地基沉降还会对附近的地下管线、道路和其他基础设施造成影响。
例如,地铁隧道的沉降会导致地铁线路的弯曲和破坏,进而影响列车运行的安全和顺畅。
因此,在工程设计中需要进行详细的地基沉降分析,以保证工程的稳定性和可持续发展。
为了有效地预测地基沉降的可能性和程度,需要获取准确的土体参数和荷载数据。
通过现场勘探和实验室测试,可以获得土体的力学性质、含水量、渗透系数等参数,从而为地基沉降的分析提供基础数据。
此外,在进行地基沉降分析时,还需要考虑地下水位变化、土层的压缩性以及建筑物的结构特点等因素。
地基沉降计算深度范围内压缩模量当量值^—Es的实用计算
公式
王宗生
【期刊名称】《工业建筑》
【年(卷),期】1994(24)4
【摘要】本文针对《建筑地基基础设计规范》(GBJ7—89)中地基沉降计算深度范围内压缩模量当量值的计算公式,通过理论推导,提出该值的实用计算公式,其计算结果使在沉降计算中完全等效于各分层的压缩模量,且计算十分简捷。
【总页数】6页(P34-39)
【关键词】地基沉降;压缩模量;计算
【作者】王宗生
【作者单位】东北林业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TU433
【相关文献】
1.高速铁路客运专线存梁台座沉降计算中压缩模量Es的取值研究 [J], 戴必辉;邹玉海;马仙波
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5.复合地基沉降计算复合土层压缩模量取值的探讨 [J], 陈立华; 李维斌; 吴伟杰因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
岩土工程现行复合地基沉降理论(一)
摘要:现行复合地基沉降变形理论,是基于桩土变形一致的刚性基础下的复合地基建立的,在桩土变形不一致的柔性基础下(如公路地基)中应用时,误差很大。
本文将模型试验成果及实际工程的实测值与理论计算值进行了比较,分析误差及原因,并就解决办法进行了讨论。
关键词:不同刚度基础;复合模量法;应力修正法;弹性力学平面问题理论
1现行复合地基沉降变形理论
通常把复合地基沉降量分为二部分,复合地基加固区的厚度为H,加固区的压缩量记为S1;地基压下卧层厚度为(Z-H),下卧层的压缩量记为S2.故在荷载作用下复合地基的总沉降S可表示为二部分之和。
至今提出的复合地基沉降实用计算方法中,对下卧层压缩量S2大都采用分层总和法计算,而对加固区范围内的土层压缩量S1则针对复合地基的特点采用一种或几种计算方法。
主要有复合模量法和与应力修正法。
1.1复合模量法
将复合地基加固区中增强体和土体视为一复合土体,采用复合压缩模量Ecs来评价复合土体的压缩性。
采用分层总和法计算加固区土层压缩量。
将加固区分成n层,每层复合土体的复合模量为Ecsi,加固区土层压缩量表示为
式中——第i层复合土上附加应力增量;
Hi——第i层复合土层的厚度竖向增强体复合地基复合土层压缩模量Ecs,通常根据弹性力学的平面问题理论,采用面积加权平均法计算,则
式中Ep——桩体压缩模量;
Es——桩间土压缩模量;
m——复合地基置换率。
复合土体的复合模量也可采用弹性理论求出解析解或数值解。
使桩和桩间土有一均匀的竖向压缩,即=常数,因此属于广义平面应变问题,可得
其中vp,vs——分别为桩体和土体的泊松比;
m——复合地基置换率;
1.2应力修正法
在竖向增强体复合地基中,增强体的存在使作用在桩间土上的平均荷载密度比作用在复合地基上的平均荷载密度要小。
在采用应力修正法计算压缩量时,根据桩间土分担的荷载,按照桩间土的压缩模量,忽略增强体的存在,采用分层总和法计算加固区土层的压缩量。
竖向增强体复合地基中桩间土分担的荷载为
式中p——复合地基平均荷载密度;
——应力减少系数或称应力修正系数;
n和m——分别为复合地基桩土应力比和复合地基置换率。
复合地基加固区土层压缩量采用分层总和法计算,其表达式为
式中——未加固地基(天然地基)在荷载P作用下第i层土上的附加应力增量;
——复合地基中第i层桩间土中的附加应力增量;
S1s——未加固地基(天然地基)在荷载P作用下相应厚度内的压缩量;
——应力修正系数
【。