地基变形计算技巧
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地基变形计算课件 (一)地基变形计算课件是土木工程专业中必不可少的一门课程,它主要探讨的是建筑物在长期使用过程中会发生的地基变形及对人安全和建筑物稳定性影响的计算。
下面就从以下几个方面简要阐述地基变形计算课件的主要内容。
一、地基变形的原因地基变形主要由以下几个方面引起:土壤固结沉降、地面水分、温度变化、化学反应等因素。
地基变形会导致建筑物发生沉降和变形,导致结构裂缝、变形等问题,严重时甚至会导致建筑物倒塌,因此地基变形的计算非常重要。
二、地基变形的计算方法地基变形的计算方法主要有弹性理论法、塑性理论法和半经验公式法。
弹性理论通常适用于荷载轻、土层较浅的情况,其计算过程需要根据具体参考材料进行进行处理。
塑性理论通常适用于荷载重、土层深的情况,针对不同点进行分层分析即可。
半经验公式法则是采用修正路经法进行计算,通常适用于复杂地质情况的改进分析。
三、地基变形的测量方法地基变形的测量方法主要包括经典试验法、地震法、拉绳法等。
经典试验法是通过在地基上放置试验设备,并添加荷载进行测量,分析得出地基变形的数据。
地震法是通过地震时地面的震动情况进行分析,可以得出地基的固结情况等数据。
拉绳法则是不断拉动固定在建筑结构上的绳子,比较绳子在拉动前后的长度变化情况,以得出地基变形量等数据。
四、应对地基变形的方法对于出现地基变形问题的建筑物,可以采取一些有效的措施进行修缮,如对地基进行加固,填充新的土材料等。
同时,在设计建筑物时也应充分考虑地基变形的影响因素,以提高结构的稳定性和安全性。
综上所述,地基变形计算课件主要研究的是在建筑物长期使用过程中出现的地基变形问题,以此为依据进行计算,主要包括地基变形的原因、计算方法、测量方法以及应对地基变形的方法等方面。
通过地基变形计算课程的学习,可以更好地掌握预防和解决地基变形问题的技术,提高建筑结构的安全稳定性。
地基变形计算范文地基变形是指土壤由于外部荷载作用或温度、湿度等内外环境变化引起的形变。
地基变形计算是土木工程中非常重要的一项工作,它可以用来评估和预测土壤的变形情况,以确保工程的安全可靠性。
地基变形计算常使用的方法有弹性计算和塑性计算。
弹性计算是根据土壤的弹性特性,通过应力分析和位移分析来计算地基的变形。
塑性计算则是根据土壤的塑性特性,通过塑性流动理论和塑性应变分析来计算地基的变形。
其中,弹性计算适用于已确知土壤力学参数的场合,塑性计算适用于土壤的力学参数未知或变化较大的情况。
1.收集土壤参数:首先需要收集和确定土壤的力学参数,包括土壤的重度、内摩擦角、压缩模量、弹性模量等。
这些参数可以通过实验室试验或现场勘探获得。
2.建立地基模型:根据工程的实际情况,选择合适的地基模型,例如平面应变模型或轴对称模型。
根据地基模型,确定地基的边界条件和荷载条件。
3.进行应力分析:根据所选地基模型和荷载条件,使用合适的理论和方法进行应力分析。
应力分析可以采用弹性理论,如弹性地基梁模型,或者采用塑性理论,如上限水平地基模型。
4.进行位移计算:根据应力分析的结果,通过位移分析计算地基的变形。
位移计算可以使用有限元法、差分法和一维计算法等。
5.进行稳定性分析:在进行地基变形计算时,还需要对地基的稳定性进行分析。
稳定性分析包括滑动稳定性、倾覆稳定性和沉降稳定性等。
6.进行验算:计算完成后,需要对计算结果进行验算。
验算通常依据实测数据和工程实际情况进行,并与设计规范进行对比。
7.进行评估与预测:最后,根据计算结果评估地基变形对工程的影响,并预测其长期变形和稳定性。
在实际工程中,地基变形计算常见应用于建筑物、桥梁、港口码头和道路等工程领域。
通过对地基变形的计算分析,可以得出工程在不同荷载和环境条件下的变形情况,从而确定合适的施工方案和设计参数,确保工程的安全和可靠性。
地基变形计算是土木工程设计和施工中非常重要的一项工作。
它的结果直接关系到工程的安全和可靠性。
第四章:土的压缩性与地基变形计算 土的压缩性——土在压力作用下体积减少的特性称为土的压缩性。
其中e 1 、e 2分别为变形前后的孔隙比;S 为压缩量;H 1为压缩前试样高度。
压缩曲线及压缩性指标压缩曲线——建立坐标系,描点得e ~p 曲线,称为压缩曲线。
压缩性指标:(1)压缩系数a a 值的大小表示了e ~p 曲线的陡、缓程度,反映了 土体压缩性的高低。
但同一种土取不同的p 值,对应着不同的a 值。
用于工程计算时,应按照实际的压力间隔值选取p 1、p 2,一般p 1取自重应力, p 2取自重应力和附加应力之和,当用a 值判别土体的压缩性高低时,规范规定: p 1=100kPa ,p 2 =200 kPa ,相应的压缩系数记为a 1-2 。
a 1-2<0.1MPa -1, 低压缩性土;0.1MPa -1 <= a 1-2<0.5MPa -1中压缩性土;a 1-2 >=0.5MPa -1,高压缩性土。
(2)压缩模量E S ——完全侧限条件下,土中竖向附加应力与其相应应变的比值称为土的压缩模量,记为E S 。
计算公式:(3)压缩指数C c ——e ~logp 曲线直线段的斜率。
Cc 是无量纲小数,其值的大小同样反映了土体压缩性的高低。
C c =(e 1 - e 2)/(logp 2 -logp 1)(4)变形模量E o ——无侧限条件下,土中竖向附加应力与其相应应变的比值称为土的变形模量,记为E o 。
其中 沉降影响系数。
仅与荷载作用面形状和计算点位置有关。
μ—泊松比,b —载荷板宽度或半径。
变形模量与压缩模量间的理论关系:s E K E )21(00⋅-=μ令β=(1-2µKo),则E 0=s E β µ=0, β=0, µ=0.5, β=1.0,β处于0~1之间,所以有:Eo<Es 成立。
但这仅是理论上的关系式,实际很多土的β>1.0。
地基变形计算深度
随着城市化进程的不断推进,城市建设面积不断扩大,对地基的要求也越来越高。
地基变形是地基工程中常见的问题之一,需要进行深入的分析和计算。
地基变形计算深度的确定是地基工程中的一个重要环节,本文将详细介绍地基变形计算深度的相关知识。
地基变形是指地基在承载荷载作用下产生的形变,包括沉降、倾斜和变形等。
地基变形的影响因素很多,如土层深度、土的物理性质、荷载作用时间和大小等。
地基变形的计算深度则是指在工程中需要考虑的最大变形深度。
地基变形计算深度的确定需要考虑以下几个因素:
1.荷载特性:荷载作用时间和大小是地基变形计算深度的重要因素。
荷载作用时间越长、荷载大小越大,地基变形深度也越大。
2.土壤类型:土壤类型不同,其物理性质也不同,对地基变形的影响也不同。
例如,黏性土的变形性能较差,地基变形深度相对较大。
3.地下水位:地下水位对土体的稳定性有着重要的影响。
当地下水位较高时,土体的稳定性较差,地基变形深度也相对较大。
4.地基结构:不同的地基结构对地基变形的影响也不同。
例如,地下室的建造会影响地下水位,从而影响地基变形深度。
根据以上因素,地基变形计算深度可以通过以下公式进行计算:δ = qd / (1+ν) × E
其中,δ为地基变形深度,qd为设计荷载,ν为泊松比,E为土的弹性模量。
在工程实践中,地基变形计算深度还需要考虑实际情况的综合影响,如土层厚度、地下水位变动、地基结构等因素,以确保地基的安全稳定。
地基变形计算深度的确定方法我折腾了好久地基变形计算深度的确定方法,总算找到点门道。
说实话,这事儿我一开始也是瞎摸索。
我最开始尝试的方法就是按照规范里最简单的公式去计算,你知道的,那些公式看起来好像挺明白,但是真用到实际工程里,就各种问题。
我就直接把基础的宽度啊,土的一些参数啊往公式里带,结果算出来的深度和实际工程经验差得很远。
比如说我之前那个项目,计算出来的深度很浅,我当时就觉得可能是土的分层没考虑好。
土这东西可复杂了,感觉一层一层的就像千层饼一样不同层土质不一样,我开始就简化了,把好多层当成一层来计算参数,这肯定不行的。
后来我就学聪明了一点。
我知道不能就这么简单粗暴地按一个统一的土性质去算。
我就得去详细勘探土的分层,这个感觉就像剥洋葱一样,一层一层搞清楚。
我用钻探的方法去看每层土多厚,土的种类是什么,像砂土啊,黏土啊,各有各的特点,砂土可能相对松一点,黏土就黏糊一些,对变形的影响也不同。
还有一个我容易犯的错就是忽略了地下水位。
地下水位就像个隐藏的大boss,水位高的时候土壤的性质又会改变。
有一次计算没考虑水位,算出来的结果就错得离谱。
后来我就去找地质报告,一定要先确定地下水的深度之类的各种信息。
我试过多种确定计算深度的方法,有一种叫应力比法。
这怎么理解呢?就好比给地基加压力,压力传递下去,到一定深度这个压力就小到某个比例了,那这个深度就大概是变形计算深度。
我通过各种土壤压力的计算,算出不同深度压力的减少比例,感觉这样算起来还挺有道理。
不过有时候,光靠理论计算也不太保险。
我就向那些经验丰富的老师傅请教。
他们就跟我说,有些时候啊,你按照规范公式,按照你理论算得再好,实际施工过程中如果有个特殊情况,像旁边有已经建好的建筑影响了土的受力,那你还得根据实际情况再调整你的计算深度。
所以说这个计算深度的确定呢,要理论结合实际。
差不多就是这些经验和教训吧,总之这事儿就得小心谨慎地去捣鼓,每一步都得想好了。
地震作用下软粘土地基的变形计算地震是地球上一种常见的自然现象,经常给人们的生活和财产安全带来威胁。
地震作用下的软粘土地基的变形计算是地震工程中的重要内容,对于预测土壤的变形和地震灾害的评估具有重要意义。
软粘土是一种土壤类型,具有较高的含水量和较低的抗剪强度。
在地震作用下,软粘土地基的变形主要包括垂直和水平两个方向的变形。
垂直方向的变形一般表现为地基沉降和隆起,水平方向的变形一般表现为地基的水平位移和变形。
这些变形会直接影响建筑物的稳定性和安全性。
软粘土地基的变形计算是通过数学模型和力学分析方法进行的。
其中,常用的数学模型包括弹性模型、弹塑性模型和本构模型。
弹性模型假设土壤具有线性弹性特性,能够恢复原状。
弹塑性模型假设土壤在一定应力范围内具有弹性行为,超过一定应力范围后则出现塑性变形。
本构模型是一种描述土壤应力应变关系的数学模型,常用的本构模型有硬化模型、流变模型和各向同性模型等。
在地震作用下,软粘土地基的变形计算可以通过有限元分析方法进行。
有限元分析是一种数值计算方法,可以将复杂的土壤结构模型离散化为多个小单元,在每个小单元上进行力学分析,最后得到整个结构的变形情况。
有限元分析方法可以考虑土壤的非线性和非均匀性,能够更准确地预测地震作用下的软粘土地基变形。
软粘土地基的变形计算需要考虑多个因素,包括地震波的传播特性、地震作用的时间历程、土壤的物理力学参数等。
地震波的传播特性可以通过地震记录和地震波传播方程进行分析。
地震作用的时间历程可以通过地震波观测数据和合理的地震动模型进行模拟。
土壤的物理力学参数可以通过室内试验和现场监测等方式获取。
软粘土地基的变形计算结果可以用于评估建筑物的破坏程度和安全性。
根据变形计算结果,可以采取相应的加固措施,提高建筑物的抗震能力。
同时,变形计算结果还可以用于地震灾害风险评估和地震动力学研究。
地震作用下软粘土地基的变形计算是地震工程中重要的内容,对于预测土壤的变形和评估地震灾害具有重要意义。
土的压缩性及地基变形计算资料重点
1.土的压缩性:
1.1压缩模量:
压缩模量是衡量土壤抵抗压缩变形的能力的指标,用符号E表示。
压缩模量可以通过实验室试验或现场测试得到。
1.2剪切模量:
剪切模量是衡量土壤抵抗剪切变形的能力的指标,用符号G表示。
剪切模量与土壤的剪切强度有关。
1.3泊松比:
泊松比是衡量土壤在应力作用下沿垂直方向的变形程度的指标,用符号ν表示。
泊松比与土壤的密实度有关,一般在0-0.5之间。
2.地基变形计算:
地基变形计算是针对建筑物或其他结构物的地基进行稳定性分析和设计的过程。
地基变形分为弹性变形和不可逆变形两个阶段,其中弹性变形是指在荷载作用下,土体发生的可恢复的变形;不可逆变形是指荷载作用下土体发生的永久性变形。
2.1弹性变形计算:
弹性变形计算是根据土体的本构关系,结合荷载条件和边界条件,通过应力与应变之间的关系,得出土壤的变形量。
常用的弹性变形计算方法有弹性理论和有限元法等。
2.2不可逆变形计算:
不可逆变形计算是指在考虑土壤的不可逆变形性质时,对地基的变形和稳定性进行分析。
常用的不可逆变形计算方法有一维压缩性计算、塑性理论和现场观测法等。
3.地基结构相互作用分析:
地基结构相互作用分析是指在考虑土壤与结构相互作用的情况下进行地基变形计算。
相互作用的分析方法包括弹性基础承载力计算、地基地震反应分析和地基液化分析等。
以上是关于土的压缩性及地基变形计算的重点资料。
在实际工程中,需要根据具体工程条件选择适当的方法和参数进行计算,以保证地基的稳定性和结构的安全。
第6章地基变形计算6.1 概述当建筑物通过它的基础将荷载传给地基以后,在地基土中将产生附加应力和变形,从而引起建筑物基础的下沉,在工程上将荷载引起的基础下沉称为基础的沉降。
土体受力后引起的变形可分为体积变形和形状变形。
变形主要是由正应力引起的,当剪应力超过一定范围时,土体将产生剪切破坏,此时的变形将不断发展。
通常在地基中是不允许发生大范围剪切破坏的。
本章讨论的基础沉降主要是由正应力引起的体积变形。
如果基础的沉降量过大或产生过量的不均匀沉降,不但降低建筑物的使用价值,而且导致墙体开裂、门窗歪斜,严重时会造成建筑物倾斜甚至倒塌。
因此,为了保证建筑物的安全和正常使用,必须预先对建筑物基础可能产生的最大沉降量和沉降差进行估算。
如果建筑物基础可能产生的最大沉降量和沉降差在规定的容许范围之内,那么该建筑物的安全和正常使用一般是有保证的。
因而,研究并合理地计算地基的变形,对保证建筑物的安全和正常使用是极其重要的。
地基的变形计算,通常假定地基土压缩不允许侧向变形。
本章首先介绍有侧限条件下的压缩试验及压缩性指标的确定,以第5章中地基中应力的计算为基础,介绍了地基最终沉降量计算的弹性力学法、分层总和法和规范法,并讨论了土的应力历史对地基沉降的影响。
天然地基土往往由成层土构成,还可能出现具有尖灭和透镜体等交错层理构造,即使是同一层土,其变形特性也会随深度而变,说明地基土的非均质性是非常显著的。
目前在计算地基变形的方法上,先把地基看成是均质的线性变形体,从而直接引用弹性力学公式来计算地基中的附加应力,然后利用某些简化的假设来解决成层土地基的沉降计算问题。
地基土的变形都有一个从开始到稳定的过程。
在荷载作用下,不同性质的土类,其沉降稳定所需时间差别较大。
因此,有关地基变形随时间增长的土力学一维固结理论也是本章重点讨论的内容。
此外,还对不同渗流条件下的二维和三维固结理论作了简要介绍,熟悉和掌握这些理论的适用条件和计算方法,是安全合理地进行地基设计的基础。
地基变形的计算方法地基变形是指地基在受到外部荷载作用时所发生的变形现象,它是土木工程中一个非常重要的问题。
地基变形的计算方法对于工程设计和施工具有重要意义。
本文将介绍地基变形的计算方法,希望能对相关领域的专业人士和学习者有所帮助。
首先,地基变形的计算方法需要考虑地基的类型和荷载的性质。
一般来说,地基可以分为浅基础和深基础两种类型。
浅基础包括桩基和板基,而深基础包括桩基和井基。
不同类型的地基在受到荷载作用时会产生不同的变形特征,因此需要采用不同的计算方法。
其次,对于浅基础而言,地基变形的计算方法一般采用弹性理论和塑性理论相结合的方法。
在计算地基的弹性变形时,可以采用弹性模量和泊松比等参数进行计算。
而在计算地基的塑性变形时,则需要考虑地基土的塑性特性和承载力等参数。
通过综合考虑地基的弹性和塑性特性,可以得到比较准确的地基变形计算结果。
对于深基础而言,地基变形的计算方法则需要考虑地基的侧向变形和竖向变形。
在计算地基的侧向变形时,需要考虑桩身的弯曲和扭转等变形特征。
而在计算地基的竖向变形时,则需要考虑桩基的承载力和沉降等参数。
通过综合考虑地基的侧向和竖向变形特征,可以得到比较准确的地基变形计算结果。
最后,需要指出的是,地基变形的计算方法不仅需要考虑地基本身的性质,还需要考虑荷载的性质和作用方式。
在实际工程中,地基受到的荷载可能是静载、动载或者温度荷载等不同类型的荷载。
这些不同类型的荷载对地基的变形特征会产生不同的影响,因此在进行地基变形的计算时需要综合考虑不同类型的荷载作用。
综上所述,地基变形的计算方法是一个复杂而又重要的问题。
通过综合考虑地基的类型、荷载的性质和作用方式,可以得到比较准确的地基变形计算结果。
希望本文所介绍的内容能对相关领域的专业人士和学习者有所帮助,谢谢阅读!。
地基变形计算技巧应用Excel 进行地基变形计算的技巧赵文廷一、概述国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB500072—2002)规定:地基基础设计等级为甲级和乙级的建筑物应按地基变形设计,部分地基基础设计等级为丙级的建筑物应作地基变形验算。
国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)及国家行业标准《高层建筑岩土工程勘察规范》(JGJ72—2004 J366—2004)规定:岩土工程勘察应预测和评价天然地基变形量。
此外,对天然地基进行均匀性评价,也需要按地基变形计算方法确定钻孔的当量压缩模量。
因此,地基变形计算是岩土工程师必作的主要工作之一。
地基变形计算是一项较烦索的工作,以往手工计算,不仅重复工作量大,而且很容易出错。
如果采用电子表格进行地基变形计算,即可以提高计算效率,又可保证计算准性和精确性。
下面介绍一下应用Excel 进行地基变形计算的一些技巧。
二、地基变形计算原理及要求㈠ 地基变形计算原理地基变形计算方法有多种,国家现行标准《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002(以下简称规范GB50007)规定:计算地基变形时,地基内的应力分布可采用各向同性均质线性变形体理论,其最终变形量可按下式计算:)(1110--=-='=∑i i i i n i sis s z z E p s s ααψψ 式中 s ——地基最终变形量(mm );s '——按分层总和法计算的地基变形量(mm ); 图一:地基沉降计算简图α系数 曲线s ψ——沉降计算经验系数,根据地基沉降观测资料及经验确定。
无地区经验时,可采用表1的数值;n ——地基变形计算深度范围内所划分的土层数(图一);0p ——对应于荷载效应准永久组合时,基础底面处的附加压力(kPa );si E ——基础底面下第i 层土的压缩模量(MPa ),应取土层自重压力至土层自重压力与附加压力之和压力段计算;i z 、1-i z ——基础底面至第i 土层、第1-i 土层底面的距离(m );i α、1-i α——基础底面计算点至第i 土层、第1-i 土层底面范围内平均附加应力系数,可按规范GB50007附录K 采用;s E ——地基变形计算深度范围内当量压缩模量(MPa ),应按下式计算:∑∑=sii i s E A AEi A ——第i 土层附加应力系数沿土层厚度的积分值(kN/m ),即:)(110---=i i i i i z z p A αα∑iA ——地基变形计算深度范围内所有土层的附加应力系数沿土层厚度的积分值之和(kN/m );∑si i E A ——按分层总和法计算出的地基变形量(mm ),即∑sii E A s '=。
表1 沉降计算经验系数s ψ㈡ 地基变形计算深度 规范GB50007规定:按“变形比法”确定地基变形计算深度n z (图一),应符合下式要求:ns '∆≤0.025∑='∆ni i s 1 式中 i s '∆——在计算深度范围内,第i 土层的计算变形量(mm );∑='∆n i i s 1——按分层总和法计算的地基总变形量(mm ),即∑='∆ni is 1s '=; z ∆——自计算深度向上所取土层厚度(m )(图一),应按表2采用; n s '∆——相应z ∆土层的计算变形量(mm )。
表2 △z 取值表(单位:m )当无相邻荷载影响,基础宽度在1~30m 范围内时,基础中心的地基变形计算深度也可按下列简化公式计算:)ln 4.05.2(b b z n -=式中 b ——基础底面短边长度(m )。
若在地基变形计算深度范围内存在基岩,可取至基岩面(地基为岩基时,不用进行地基变形计算);若存在较厚的坚硬粘性土层,其孔隙比小于0.5、压缩模量大于50MPa ,或存在较厚的密实砂卵石层,其压缩模量大于80MPa ,可取至该土层的顶面。
如果确定的计算深度下部仍有较软土层时,应继续计算。
㈢ 其它规定或要求1. 计算地基变形时,应考虑相邻荷载的影响,其值可按应力叠加原理,采用角点法计算。
2. 当建筑物地下室基础埋置较深时,需要考虑开挖基坑地基土的回弹,该部分回弹变形量可按下式计算:∑=---=n i i i i i cic c c z z E p s 111)(ααψ 式中 c s ——地基回弹变形量(mm );c ψ——考虑回弹影响的沉降计算经验系数,c ψ取1.0;c p ——基础底面以上土层自重压力(kPa ),地下水位以下应扣除浮力;ci E ——土层的回弹模量(MPa ),按《土工试验方法标准》(GB50123-1999)确定。
3. 在同一整体大面积基础上建有多栋高层和低层建筑物时,应按照上部结构、基础与地基的共同作用进行变形计算。
三、创建地基变形计算电子表格㈠ 准备工作1. 当基础底面为不规则形状时,应根据其形状实际情况,将基础底面简化为圆形或矩形。
基础底面为矩形(包括方形)时,应计算基础底面长宽比L/b 。
计算角点地基变形时,L 应取基础底面长边长度,b 应取基础底面短边长度。
计算中心点地基变形量时,L 、b 分别应取基础底面长边和短边之半。
2. 计算基底附加压力0p基底附加压力分布形式很复杂,但通常情况下可简化成均布荷载,并按下式计算:∑=-=ni i i k h p p 10γ式中 k p ——相应于荷载效应标准组合时,基础底面处的平均压力值(kPa ),一般在接受勘察任务时,由设计单位提供,但有时设计单位所给的荷载只计算到±0.00,此时需要岩土工程师根据所确定的基础埋置深度计算出k p 值,应按GB50007第5.2.2规定进行计算,其中计算基础自重和基础上土重G k 时,重度一般取20kN/m 3;i γ——基础底面以上第i 土层的重度(kN/m 3),地下水位下应取浮重度;h——基础底面以上第i土层的厚度(m);in——基础底面以上土层分层数。
3. 对地基进行分层岩土工程勘察地基变形计算时,通常采用自然土层分层,采用这种分层,应注意将z n界限深度作为分层深度。
为使计算更精确和简便,建议采用0.4B或0.2B对地基分层,采用这种分层时,应注意将自然土层界限深度及z n界限深度作为分层深度。
此外,地基分层目的还在于计算z/b,并用以确定地基变形计算的平均附加应力系数。
4.对规范GB50007附录K的平均附加应力系数表进行内插实际应用时,由于L/b的值一般不会恰好等于规范GB50007附录K表中的数值,因此需要事先对其进行内插计算,以便工作应用。
内插计算到以0.1为相邻列档之差,应用电子表格进行这方面的计算也是很容易的。
㈡建立电子表格的必要性上述准备工作较简单,计算工作量也较小,但下列计算,通过手工计算是很烦索的,工作效率很低,常常是岩土工程师感到头痛的事,为了节省时间,在岩土工程勘察报告中经常略去这方面的分析与评价。
而利用电子表格,岩土工程师可轻松地对地基进行变形计算与分析了。
1. 确定平均附加应力系数α地基变形计算平均附加应力系数α可按GB50007附录K查取。
由于表中所给的平均附加应力系数α基本是以z/b值按0.2梯度的,而实际计算时,z/b值往往不是0.2的倍数,在表中不能直接查到,需要进行内插计算,用手工计算是很费时的。
如果用电子表格计算平均附加应力系数α,可简化其计算过程,并且提高计算效率和准确性。
此外,按0.4B或0.2B对地基分层,也可减少平均附加应系数的计算工作量。
2. 确定各计算层的压缩模量压缩模量的取值,在考虑到地基变形的非线性质,一律采用固定压力段下的E s值必然会引起沉降计算的误差,因此应采用实际压力下的E s值,即:ae E S 01+=式中 0e ——土层的天然孔隙比; a ——自土层自重压力至自重压力与附加应力之和压力段的压缩系数(MPa -1)。
为此,需要准备好土层的e —p 曲线,并依此曲线确定所需的压缩模量。
这是一较麻烦的计算过程,一方面要计算计算土层中点以上土层自重压力之和,另一方面需要计算该点处附加应力值,此外还要根据所计算出的压力在e —p 曲线上查取相对应的孔隙比,然后计算压缩系数和压缩模量。
可见,其计算过程是很麻烦的,手工计算需要花费较多的时间。
3. 计算∑i A计算∑i A 是一个较费时间的过程,一般需要按经过下列两步: 第一步:分别计算i i z α和11--i i z α,有多少计算层,就需要重复多少次同样的计算,采用电子表格可使计算过程简化,并可实现自动计算。
第二步:计算A i ,同样也需要重复相同的计算过程,采用电子表格也可实现其自动化计算。
计算出A i 后,利用电子表格计算∑i A 也就非常简单了。
4. 计算∑'i s计算∑'i s 的过程较计算∑i A 的过程省事一些,但也需要先计算出各土层的i s '值,然后再计算∑'i s 。
同样,采用电子表格,也可使计算更加快捷方便。
㈢ 电子表格及使用通过上述分析,采用电子表格进行地基变形计算是非常有用的,不仅可以简化计算过程,提高工作效率,而且还可以提高计算精度,保证计算结的可靠性和准确性。
Excel 提供了强大的电子表格功能,使数据分析处理很容易实现,而且应用非常简单。
表3就是本人经过研究和实践应用,所创建的一张关于地基变形计算的电子表格,可供岩土工程师参考使用。
该电子表格,应用简便,只要你首先输入基础尺寸、基底附加压力、分层底面深度及压缩模量(本表未建立压缩模量的计算,需要另行计算)等参数值,然后可由电子表格自动计算出z/b和L/b的值。
你再依据z/b确定出其相邻上级和下级对应附表K中的z/b 值,结合L/b查出相应的平均附加应力系数,对应z/b值的平均附加应力系数可由电子表格直接计算出来。
表3中的D至H列就是实现计算平均附加应力系数用的。
除沉降计算经验系数需要用电子表格另行计算外,其余计算过程均可由该电子表格自动计算,并最后得出结果。
为使地基变形计算成果表简捷,打印结果(表4所示)可略去平均附加应力系数计算过程部分。
四、结束语综上所述,应用Excel进行地基变形计算,主要包括下列计算成果及其在地基基础分析与评价中的应用:1. 应用电子表格,可以很快地准确地完成沉降量、沉降差、整体倾斜、局部倾斜等地基变形特征值的计算,并依此评价天然地基是否满足建筑物对地基变形的要求。
2. 应用电子表格,可很方便地计算出地基变形计算深度范围内土层的当量压缩模量,从而进一步计算出地基不均匀系数,用以评价地基的均匀性。
3. 应用电子表格,可较快捷地计算并预测深基坑开挖后地基回弹量及因此而引起的地基变形量。
为基坑开挖回弹控制提供依据。