地基的沉降计算
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常用的地基沉降计算方法地基沉降计算是工程施工中非常重要的一项计算工作,它可以用于预测地基沉降的大小和速率,帮助工程师进行地基设计和施工安排。
下面将介绍几种常用的地基沉降计算方法。
1.标贯法:标贯法是用于预测地基沉降的一种常用方法。
它通过在地基中插入一根钢质钻杆并运用连续冲击力将其驱入地基,然后根据所需驱入力和驱入深度来计算地基沉降。
这种方法简单快捷,适用于较小规模的工程。
2.应变曲线法:应变曲线法也是一种常用的地基沉降计算方法。
它通过在地基中安装应变计和标尺,测量地基在不同深度下的应变变化,然后根据应变-应变曲线来计算地基沉降。
这种方法适用于较大规模的工程,但需要一定的测量设备和专业知识。
3.弹性地基沉降计算方法:弹性地基沉降计算方法是一种常用的地基沉降计算方法。
它基于地基的弹性性质,通过分析地基的应力-应变关系来计算地基沉降。
这种方法适用于弹性土层和较小的地基变形。
4.孔隙水压力法:孔隙水压力法是一种基于地下水压力变化来计算地基沉降的方法。
它通过在地基中安装压力计和水位计,测量地下水位和孔隙水压力变化,然后根据孔隙水压力-应力关系来计算地基沉降。
这种方法适用于饱和土层和较高地下水位的情况。
5.数值模拟法:数值模拟法是一种较为精确的地基沉降计算方法。
它通过将地基和加载条件建模,并应用数值计算方法求解其力学行为,然后根据计算结果来预测地基沉降。
这种方法适用于复杂的工程和土层情况,但需要一定的计算资源和专业知识。
综上所述,地基沉降计算方法多种多样,选择适合的方法需要考虑工程规模、土层情况、测量条件和计算资源等因素。
工程师在进行地基沉降计算时应根据实际情况选择合适的方法,并结合实测数据和经验判断,以得到准确可靠的地基沉降预测结果。
常用的地基沉降计算方法
一、弹性模型法
弹性模型法是地基沉降计算的一种常用方法,它基于弹性体理论,直接应用中等体积条件,利用K值表面积比来估算计算地基沉降。
1.原理及公式
弹性模型法是假设地基是一种脆性材料,按照体积稳定原理,当在地基上发生荷载时,地基沉降量s可表示为:
s=K·q/F
其中:
s:地基沉降量,m;
K:沉降系数,m/t;
q:表面单位荷载,t/m2;
F:表面积,m2
2.计算方法
(1)选择沉降系数K。
一般情况下,K的取值可根据工程案例计算,也可以参考试验结果或文献资料中给出的K值,另外,也可根据地基材料的弹性模量E和泊松比μ确定:
K=1.8(G/E)1/2+2.8(μ/E)1/3
其中:G为地基材料的弹性模量,Pa;E是弹性模量,Pa;μ是泊松比。
(2)确定计算点位及坐标系。
根据工程实际情况确定计算点位及确
定坐标系,通常坐标系以空间坐标系为准;
(3)计算沉降量s。
根据系数K和地基单位面积荷载q计算沉降量s,计算公式为:
s=K·q/F
其中:K为沉降系数,m/t;q为地基单位面积荷载,t/m2;F为表面积,m2
(4)结果分析。
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);e1--地基受荷前(自重应力作用下)的孔隙比;e2--地基受荷(自重与附加应力作用下)沉降稳定后的孔隙比;H--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 i。
最后将各分层的沉降量总和起来即为地基的最终沉降量:(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p1=σsz;p2=σsz+σz6)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S i8)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。
地基沉降量的计算方法地基沉降量是指地基在一定时间内由于自身重量和外力作用而产生的下沉量。
计算地基沉降量的方法有很多种,下面将介绍其中几种常用的方法。
1. 经验法经验法是一种简化的计算方法,根据类似地基的实测数据和经验公式进行估算。
这种方法通常适用于土质较为均匀且地基承载力较高的情况。
通过对类似地基的实测数据进行统计和分析,可以得到一些经验公式,根据这些公式可以估算出地基沉降量。
2. 解析法解析法是一种基于土壤力学理论的计算方法,通过建立数学模型和方程来计算地基沉降量。
这种方法适用于土质复杂、地基承载力较低的情况。
解析法需要考虑土壤的力学参数、地基形状、荷载大小等因素,通过求解方程得到地基沉降量的数值。
3. 数值法数值法是一种基于计算机模拟的计算方法,通过建立地基-土体-荷载的三维模型,利用有限元或边界元等数值方法对地基沉降进行模拟计算。
这种方法适用于土质复杂、地基形状复杂或荷载非常大的情况。
数值法可以考虑更多的因素,如土壤的非线性特性、渗透性等,能够更准确地计算地基沉降量。
4. 试验法试验法是一种通过实验来测量地基沉降量的方法。
主要包括静载试验、动力触探试验等。
这种方法适用于土质复杂、地基形状复杂或荷载较大的情况。
通过实验可以直接获得地基沉降量的实测数据,更加准确地评估地基的变形情况。
在实际工程中,通常会综合运用上述方法来计算地基沉降量,以获得更准确的结果。
同时,还需要考虑地基沉降对工程的影响,如是否会导致结构的破坏或使用功能的丧失。
如果地基沉降量过大,则需要采取相应的加固措施,如增加地基的承载力或采取土体加固等方法,以确保工程的安全和稳定。
地基沉降计算方法地基沉降是指地面或建筑物由于地基受力而发生的下沉现象,是土木工程中一个重要的问题。
地基沉降的计算方法对工程设计和施工具有重要意义。
下面将介绍几种常用的地基沉降计算方法。
一、经验法。
经验法是指根据历史工程经验和实测数据进行估算的方法。
在没有详细的地质勘探和试验数据的情况下,可以通过查阅类似工程的实测数据,结合工程地质条件和地基工程特点,进行估算。
经验法计算简单快捷,但精度较低,适用于初步设计阶段。
二、解析法。
解析法是指根据土力学理论和数学方法,通过对地基土体的力学性质进行分析和计算,得出地基沉降的方法。
解析法需要建立地基土体的本构模型,考虑地基土体的应力-应变关系,通过数学计算得出地基沉降的结果。
解析法计算精度较高,适用于对地基沉降要求较高的工程。
三、有限元法。
有限元法是指利用有限元分析软件,将地基土体离散成有限个单元,通过数值计算得出地基沉降的方法。
有限元法考虑了地基土体的非线性和非均质性,可以较为准确地模拟地基沉降的过程。
有限元法适用于复杂地基条件和大型工程的地基沉降计算。
四、监测法。
监测法是指通过实测方法,利用沉降仪、水准仪等设备对地基沉降进行实时监测和记录,得出地基沉降的方法。
监测法可以直接观测到地基沉降的实际情况,是一种直观、准确的计算方法。
监测法适用于对地基沉降要求较高的工程,也可以用于验证其他计算方法的结果。
以上是几种常用的地基沉降计算方法,不同的方法适用于不同的工程情况。
在工程设计和施工中,需要根据实际情况选择合适的计算方法,以保证工程的安全和稳定。
同时,对于复杂的地基条件和大型工程,也可以采用多种方法进行综合计算,以提高计算结果的准确性和可靠性。
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。
地基最终沉降量的计算方法一、限制应力法限制应力法是一种常用的地基最终沉降量计算方法。
计算公式如下:S=Σ(dΔσ)其中,S为最终沉降量,dΔσ为不同深度处的限制应力差。
限制应力法的具体步骤如下:1.通过试验或现场勘测得到土壤层的力学参数,如土壤的自重γ、均匀固结压缩系数Cc、再固结压缩系数Cr等。
2.根据建筑物的设计荷载,计算出不同深度处的垂直应力Δσ。
3.根据试验或现场勘测得到的土壤层力学参数,计算出不同深度处的限制应力差dΔσ。
4.将不同深度处的限制应力差累加,得到最终沉降量S。
二、一维固结计算法一维固结计算法是一种根据土壤的固结性质计算地基最终沉降量的方法。
1.应力应变模型一维固结计算法通常采用本构模型,如Terzaghi's经典本构模型:Δe=ε'·HΔσ=γΔz其中,Δe为固结应变,ε'为固结应变系数,H为固结层的厚度,Δσ为固结层的应力差,γ为土壤的单位重量,Δz为固结层的厚度。
2.固结应变系数固结应变系数可以通过室内试验或现场试验得到,也可以通过经验公式估算。
根据不同的土壤类型和固结期限,选择相应的固结应变系数。
3.在垂直方向上,将所有固结层的固结应变累加,得到最终沉降量。
三、数值模拟法数值模拟法是一种利用计算机模拟土壤力学行为的方法,可以精确计算地基最终沉降量。
这种方法适用于复杂的地质条件和结构工程。
数值模拟法的具体步骤如下:1.建立土壤力学模型,包括土壤的性质、层次和边界条件等。
2.根据实测数据或试验数据,确定土壤力学参数,如剪切模量、压缩模量等。
3.根据建筑物的设计荷载、地质条件等,进行有限元分析或其他数值模拟,得到地基的最终沉降量。
数值模拟法的计算精度较高,但需要具备一定的专业知识和使用专业软件。
在实际工程中,一般会综合使用以上的方法进行地基最终沉降量的计算,以获得更准确的结果。
同时,也需要考虑到地质条件的不确定性和结构工程的变化,进行适当的修正和调整。
地基沉降计算方法
地基沉降是指在地基承载力不足或地基土层过于松软时,地面
上建筑物或结构受到地基土层沉降的影响而产生的沉降现象。
地基
沉降对建筑物的安全性和稳定性会造成不利影响,因此对地基沉降
进行准确的计算和分析显得尤为重要。
下面将介绍地基沉降的计算
方法。
首先,对于浅基础而言,地基沉降的计算通常采用弹性理论的
方法。
根据地基土层的力学性质和地基承载力的要求,可以采用不
同的计算方法,如弹性模量法、叠加法、有限元法等。
其中,弹性
模量法是一种常用的计算方法,它通过考虑地基土层的弹性模量和
杨氏模量来计算地基沉降的大小。
叠加法则是将地基土层分层进行
分析,分别计算各层的沉降量,然后进行叠加得到总的地基沉降量。
有限元法则是通过建立地基土层的有限元模型,利用计算机进行数
值模拟,得到地基沉降的结果。
其次,对于深基础而言,地基沉降的计算方法与浅基础有所不同。
深基础通常采用桩基、承台基础等形式,地基沉降的计算需要
考虑地基土层的非线性特性和桩基与土层之间的相互作用。
在进行
深基础地基沉降计算时,需要考虑土-桩-结构相互作用的影响,采
用有限元法进行三维非线性分析,得到地基沉降的准确结果。
总之,地基沉降的计算方法在工程实践中具有重要的意义。
通过对地基沉降进行准确的计算和分析,可以为工程设计和施工提供科学依据,保障建筑物的安全性和稳定性。
因此,工程师在进行地基设计时,需要根据实际情况选择合适的计算方法,并结合工程实践进行合理的分析和计算,以确保地基沉降的准确性和可靠性。
常见的地基沉降计算方法汇总地基沉降是指地基在施工或使用过程中,由于荷载作用或其他原因,导致地基下沉的现象。
地基沉降计算是工程设计中重要的一部分,可以用于评估地基的稳定性和可靠性。
下面将介绍几种常见的地基沉降计算方法。
1.弹性地基沉降计算方法弹性地基沉降计算方法是最简单的地基沉降计算方法之一、它假设地基是一个弹性体,可以根据荷载和地基参数来计算地基沉降。
这种方法适用于比较小的荷载和地基变形。
根据弹性理论和土壤力学原理,可以采用弹性地基沉降计算公式来计算地基沉降。
2.孔隙水压剩余沉降计算方法孔隙水压剩余沉降计算方法是一种基于孔隙水压的地基沉降计算方法。
当地下水位高于地面时,土壤中存在孔隙水。
施加荷载后,孔隙水受到压缩,导致地基沉降。
该方法通过测量孔隙水压变化来评估地基沉降。
3.应力路径法应力路径法是一种基于土的物理力学特性和变形性能的地基沉降计算方法。
它考虑了土壤的应力传递路径对地基沉降的影响。
该方法适用于较复杂的地基和荷载情况,可以考虑土层之间的相互作用。
4.扣除法扣除法是一种比较实用的地基沉降计算方法。
它将地基沉降分为弹性部分和不可恢复部分,通过扣除弹性部分来计算不可恢复的地基沉降。
这种方法可以用于估计大型土木工程的地基沉降。
5.数值模拟方法数值模拟方法是一种基于计算机模拟的地基沉降计算方法。
它利用有限元分析等数值模拟技术,通过建立土体模型和施加荷载来计算地基沉降。
数值模拟方法可以考虑更复杂的地基结构和荷载情况,并提供更准确的地基沉降计算结果。
综上所述,地基沉降计算方法有弹性地基沉降计算方法、孔隙水压剩余沉降计算方法、应力路径法、扣除法和数值模拟方法等。
根据具体的工程要求和条件选择适合的地基沉降计算方法,可以评估地基的稳定性和可靠性,为工程设计提供指导。
6.3 常用的地基沉降计算方法这里所讲的地基沉降量是指地基最终沉降量.目前常用的计算方法有:弹性力学法、分层总和法、应力面积法和考虑应力历史影响的沉降计算法。
所谓最终沉降量是地基在荷载作用下沉降完全稳定后的沉降量.要达到这一沉降量的时间取决于地基排水条件。
对于砂土.施工结束后就可以完成;对于粘性土.少则几年.多则十几年、几十年乃至更长时间。
6.3.1 计算地基最终沉降量的弹性力学方法地基最终沉降量的弹性力学计算方法是以Boussinesq 课题的位移解为依据的。
在弹性半空间表面作用着一个竖向集中力P 时.见图6-5.表面位移w (x, y, o )就是地基表面的沉降量s :E r P s 21μπ-⋅= (6-8)式中 μ—地基土的泊松比;E —地基土的弹性模量(或变形模量E 0);r —为地基表面任意点到集中力P 作用点的距离.22y x r +=。
对于局部荷载下的地基沉降.则可利用上式.根据叠加原理求得。
如图6-6所示.设荷载面积A 内N (ξ.η)点处的分布荷载为p 0(ξ.η).则该点微面积上的分布荷载可为集中力P= p 0(ξ.η)d ξd η代替。
于是.地面上与N 点距离r=22)()(ηξ-+-y x 的M (x, y )点的沉降s (x, y ).可由式(6-8)积分求得:⎰⎰-+--=Ay x d d p E y x s 22002)()(),(1),(ηξηξηξμ (6-9)从式(6-9)可以看出.如果知道了应力分布就可以求得沉降;反过来.若沉降已知又可以反算出应力分布。
对均布矩形荷载p 0(ξ.η)= p 0=常数.其角点C 的沉降按上式积分的结果为:图6-5 集中力作用下地基表面的沉降曲线 图6-6 局部荷载下的地面沉降(a )任意荷载面;(b )矩形荷载面021bp E s c ωμ-= (6-10)式中 c ω—角点沉降影响系数.由下式确定:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++++=)1ln()11ln(122m m mm m c πω (6-11)式中 m=l/b 。
地基沉降计算方法地基沉降是指土壤在承受外部荷载作用下产生的垂直位移,是地基工程中一个重要的参数。
合理的地基沉降计算方法对于工程设计和施工具有重要意义。
本文将介绍几种常见的地基沉降计算方法。
首先,一种常见的地基沉降计算方法是根据土壤力学理论进行计算。
在这种方法中,需要考虑土壤的物理性质、荷载的大小和分布以及地基的结构等因素。
通过建立合适的土壤力学模型,可以利用弹性理论或塑性理论来计算地基的沉降量。
这种方法适用于一般的地基工程设计,能够较为准确地预测地基的沉降情况。
其次,还可以采用现场观测法进行地基沉降的计算。
这种方法通过在地基施工完成后对地基进行实际观测,记录地基沉降的情况,然后根据实测数据进行分析和计算。
这种方法的优点是直接、准确,能够真实地反映地基的沉降情况。
但是缺点是需要等待地基施工完成后才能进行观测,不能提前进行预测,同时观测数据的准确性也会受到一定的影响。
另外,还可以采用数值模拟方法进行地基沉降的计算。
数值模拟方法通过建立地基的有限元模型,利用计算机软件进行模拟计算,得到地基的沉降情况。
这种方法可以考虑更多的因素,如土壤的非线性特性、地基结构的复杂性等,能够较为准确地预测地基的沉降情况。
但是这种方法需要较高的计算机技术和软件支持,同时对模型的建立和参数的选择也有一定的要求。
综上所述,地基沉降的计算方法有多种,每种方法都有其适用的场合和局限性。
在工程实践中,需要根据具体的工程情况和要求来选择合适的计算方法,以确保地基工程的安全和稳定。
同时,还需要不断地研究和改进地基沉降的计算方法,以适应不断发展的工程需求和科学技术的进步。
只有不断地完善地基沉降的计算方法,才能更好地保障地基工程的质量和安全。
常用的地基沉降计算方法汇总
一、常见的地基沉降计算方法
1.简单光滑法
简单光滑法是最简单的地基沉降分析法,主要用于计算下拔法线和位移规律的变化。
方法是根据沉降点的实测观测值进行直线拟合,得出拟合的光滑曲线,再以该曲线为基础,求出焊接立柱等传感器沉降量。
2.三参数法
三参数法是地基沉降计算中较为常用的法则,又叫微分平差法和三参数最小二乘法,是在观测数据的基础上,拟合出一条光滑曲线来模拟测点的沉降曲线,以达到计算沉降量的目的。
3.非线性最小二乘法
非线性最小二乘法是对三参数法的一种改进,同时加入时间变量,以不同的时间作为参数,拟合出不同时间的沉降曲线,更加准确的计算沉降量。
4.指数衰减法
指数衰减法是将沉降衰减视为指数衰减的形式,将沉降量变化视为指数函数的形式,以此作为拟合曲线,最终计算出沉降量。
5.萜烯函数法
萜烯函数法是实验自由度较大的地基沉降计算方法,它能够有效的拟合沉降点中有抛物线变化的沉降曲线,以此计算出沉降量。
6.经验函数法
经验函数法是最常见的地基沉降计算方法,它基于对历史经验的总结,归纳出一系列复杂的沉降曲线。
地基最终沉降量的计算方法
地基最终沉降量的计算方法一般包括以下几个步骤:
1.确定地基的荷载:首先需要确定地基所受的荷载,包括建筑物本身的重量、居住人口的重量、设备和货物的重量等。
2.确定地基的土壤类型和性质:根据所在地区的土质分类标准,确定地基所处的土壤类型,同时需要了解土壤的压缩性、渗透性、固结时间和水分含量等性质。
3.确定地基的初始沉降量:根据地基专家的经验和实测数据,确定地基的初始沉降量。
初始沉降量指的是建筑物施工后,土壤在没有外界荷载作用下的沉降量。
4.计算地基的总沉降量:总沉降量等于初始沉降量加上最终沉降量。
最终沉降量可以通过数学模型计算得出,一般参考国家标准和地基专业的手册。
5.确定地基的可接受沉降量:在实际工程中,根据建筑物或设备的要求,需要确定地基的可接受沉降量。
在达到可接受沉降量之前,可以进行必要的补偿措施,如回填、加桩等。