（岩土工程专业论文）地基沉降机理分析研究及沉降的电算化和软土路基沉降的计算研究.pdf

矍篓鍪薹蝥整鸯耋竺耋璧基 地基潺降撬理分桥萋嚣究及沉降黪奄箅 乏 和软路基；冗降的计算职究。 专监：岩童工鼹 硕士生：唐明辩 攒导教娜：赣瞧雷教授 蔑璺 疑麓，建筑蛾基基础设计藏越积路基设计蠖蕊对地基沉霹计冀帮有明磷趣釜 文规定，但地基沉降的计算结果和实际观测结果相差很大，尤其是软土路蕊沉降的计算， 不但计簿复杂，而且计算值和实测值差距较大。所吼，对地基沉降的机瑗进行分析研究， 从而找到新的计算方法和途径，减小地基沉降的计算结果和实测结果的差距，有着十分重 要静意义。 本文主要研究遣鍪沉降弱撬璎，并分析其计算值和实测值存在羲鼯韵主簧影晌因 素，在姥基础上，推导出软路基溉降的三维计算公式。 零论文完戏瓣主要工臻包括： 1 通过对应力面积法和传绕的分层总和法进幸亍计弊比较发现，当分层厚度不超过一 米对，两研方法熟沉降诗冀值十分接近，诞者的相对误差不超邈t 。在以上分辑研究 的基础上编制了分层总和法的计算的程序，只需输入必器的士性参数，便可方便地计算 盘魂基的沉璋德，并将计算结果输入e x c d 袭硌，自动形成计冀书。 2 对地萋附加应力的进行了分析，在此基础上对地基压缩层范围内的附加鹿力系数 进行辍分取平均蠖【，荠瓣鏊磷下靛平均辩热应力系数秘萋疆中心静最大馥力系数进行比 较，计瓣蠢了不鞘深度娃蕊磷串心豹最丈敷力系鼗和平均辩加成力系数鹩比值系数，经 过分析发现此系数的变化鸯一定规簿，扶弼攘明了地基沉降中瓣加应力的敷篷对一般土 的潺降燮诗算麴影嘀。之嚣，对一般压终模基的定毽耀题撼努辑磅究，从焉趱搿了一 般土的沉降计簿值大于沉降实测值的实质。 3 + 对软土的沉降机理鞠计算做了分析研究，阐鞠了软土沉降计算所存在的阀越，说 明了软_ ：的沉降计算值小于实测德 j 句实质。 4 在虢一t 分丰行研究的蒸穑上，结合软潞萋沉降计算中存在的实黼阔惩，擢等蹬和 时间密镯相关较菇纂沉酶计葬的三维沉潞计算公式。最后，对软土地诞高速公路某 软段静路基沉曝避籽了寺 算，并封 算谯秘实测俊进行了分辑毙较，发瑗诗冀罐【韵实 揍篷拢骏接近，髓还需实躐捡验，方可用予王程计算鲞中。 关键词：分层法跨舞程序沉降修燕系装黪响因豢分析软主公路路基 三维地基瓶降 塑耋鹜篓型鎏奎耋墼圭篁塞 a n a l y s i so ft h ef o u n d w o r ks e t t l e m e n tm e c h a n i s m c o m p u t e r p r o g r a m a n dc a l c u l a t i o no f s o f ts o i lr o a d b e ds e t t l e m e n t s p e c i a l i t y ：g e o t e c h n i ce n g i n e e r i n g n a m e ：t a n gm i n g k e i n s t r u c t o r ：h a nx i a o t e a b s t r a c t c u r r e n t l y ，c o d ef o rd e s i g no f b u i l d i n gf o u n d a t i o n a n dc o d ef o rd e s i g no f m a d ) c d h a st h ee x p l i c i tr u l i n gp r o v i s i o nt ot h ef o u n d a t i o ns e t t l e m e n t ，b u tt h e r ei sab i gd i f f e r e n c e b e t w e e nt h er e s u l to ft h ef o u n d a t i o ns e t t l e m e n tc a l c u l a t i o na n dt h ep r a c t i c a lr e s u l to ft h e f o u n d a t i o ns e t t l e m e n t ，p a r t i c u l a r l yt h ec a l c u l a t i o nr e s u l to ft h es o f ts o i lr o a d b e ds e t t l e m e n t ， n o to n t yc o m p u t a t i o ni sv e r yc o m p l i c a t e d , b u ta l s oc a l c u l a t i o nv a l u ea n da c t u a ts e t t l e m e n t v a l u ea r ed i f f e r e n ta c t u a l l yg r e a t l y s o ，t os t u d yt h em e c h a n i s mf o rs e t t l e m e n ta n df i n dn e w m e t h o da n dp a t h st h a tc a l lr e d u c et h eg a pb e t w e e nt h ec a l c u l a t i o nr e s u l ta n da c t u a lr e s u l to f s e t t l e m n e ti sv e r ys i g n i f i c a t i v e t h em a i nr e s e a r c ho f m yp a p e ri st os t u d yt h em e c h a n i s mo f g r o u n d w o r ks e t t l e m e n ta n d 船龋矗 y z e ，a tt h es a m et i m e , f a c t o r so fd i f f e r e n c eb e t w e e nt h er e s u l to ft h ef o u n d a t i o n s e t t l e m e n tc a l c u l a t i o na n dt h ep r a c t i c a lr e s u l to f t h ef o u n d a t i o ns e t t l e m e n t o nt h i sb a s i s ，t h e t h r e ed i m e n s i o n sf o r m u l a 埝c a t c u t a t ev a l u eo f s o f ts o i lr o a d b e ds e t t l e m e n ti se s t a b i i 豳建 t h e m a i nw o r k o f m y p a p e r i n c l u d e sf o u rs e c t i o n s ： 1 ，b yc o m p a r i n ga r e am e t h o da n dt h et r a d i t i o n a ll a y e r i n gt o t a lm e t h o d s ，t h a tt w or e s u l t e s o ft w ok i n d so fm e t h o d sa r ev e r yn e a rt oe a c ho t h e rw h e nt h el a y e r i n gt h i c k n e s si sn o to v e r o n em e t e rw a sf o u n d a n db o t ho fr e l a t i v ee r r o ri sn o to v e r1 a ta b o v en a l y t i c a lf o u n d a t i o n o fr e s e a r c h 。t h ec a l c u l a t i n gp r o c e d u r eo ft h ei a y e r i n gt o t a lm e t h o di sd r e wu p g i v e nt h e i m p o r t a t i o nn e c e s s i t yo ft h e s o i lp a r a m e t e r ，t h e p r o c e d u r ec a nc o m p u t eaf o u n d a t i o n s t e e l e m e n tv a l u e t h e nt h ec a l c u l a t i o nr e s u l ti si n p u t e di n t ot h ee x c e lf o r m t h u sa u t o m a t i c f o r m a t i o ne a l c u l a t i o nb o o kw o u l db ef i n i s h e d 2 o nt h eb a s i st h a ta d d i t i o n a ls t r e s sw a sa n a l y z e d ，t h ei n t e g r a lc a l c u l u so fa d d i t i o n a l s t r e s sc o e f f i c i e n t sw a sg a i n e da n dt h ea v e r a g ev a l u ew a st a k e dt h e nt h ec o e f f i c i e n t so f r a t i o n b e t w e e nt h ea v e r a g ev a l u ec o e f f i c i e n t sa n dt h eb i g g e s tv a l u eo ff o u n d a t i o nc e n t e rw a s g a i n e d b ya n a l y z i n gt h e m t h a tt h e r ei sal a wd u r i n gt r a n s f o r m a t i o no ft h e mi sf o u n d l i 嚣蠢建筑辩技夫举颟士论文 o u t ，t l u st h e n f t u e n c et h a ts t r e s sm a d e 辩s e t t l e m e n tw a sc l e a t r h a nt h ep r o b l e mh o w 瓣 c o n f i m lt h ev a l u eo fe sw s t u d i 嘲，a n dr e a s o nw h yt h er e s u l to ft h ef o u n d a t i o ns e t t l e m e n t c a l c u l a t i o ni sb i g g e rt h a np r a c t i c a lr e s u l ti sf i n do u t ， 3 ，a f t e ra n a l y t i c a lr e s e a r c hf o rt h es o 蠹s o i ls e t t l e m e n t t h ep r o b l e md u r i n gt h es o f ts o i l s e t t l e m e n tc a l c u l a t i o ni sc l a r i f i e d , a n de s s e n c et h a tv a l u eo fc a l c u t a t i a ni ss m a l l e rt h a n p r a c t i c a lv a l u ef o rs o f ts o l s e t t l e m e r i ti se x p l a i n e d 4 o nt h eb a s i so fa b o v ea n a l y t i c a lr e s e a r c h ，c n m b i n e dw i t ht h ep r o b l e me x i s t i n gi ns o f t s o i lr o a d b e ds e t t l e m e n tc a l c u l a t i o n ，at h r e ed i m e n s i o n sf o r m u l at oc a l c u l a t es o f ts o l lr o a d b e d s e t t l e m e n t 弧d e d u c e d 。a n dt h ef o r m m a 担c l o s e l y “r e l a t e dt ot i m e a tl a s t ，t h es e t t l e m e mo f a c t u a lr o a d b e d sc a l c u l a t e dw i t ht h e 岛r m u l a 。t h e nt h er e s u l to fc a l c u l a t i o na n dt n a c t i c a l r e s u l to fs o f ts o i lr o a d b e da r ec o m p a r e d ，1 弧er e s u l tt h a tt h e ya r ev e r yn e a rt oe a c ho t h e rw a s f o u n do u t b u to n l ya f t e rp r a c t i c a lc a l c u l a t i o n ，t h ef o r m u l ac a l lb ea p p l i e di ne n g i n e e r i n g c a l c u l a t i o n k e y w o r d ：l a y e r i n gm e t h o dc o m p u t e rp r o g r a m r e v i s ec o e f f i c i e n to f s e t t l e m e n t a n a l y s i so f a f f e c to f t h ef a c t o r s s o f ts o l lh i g h w a yr o a d b e dt h r e ed i m e n s i o n ss e t t l e m e n to f g r o u n d w o r k h 声明 y 8 4 1 7 1 1 ) 本人郑重声明我所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方夕卜， 论文中不包含其稳入已经发表或撰写过鑫勺研究戚巢，也不包含本人或萁谴 人在其它麟位已申请学位戏为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同 志对本研究所做的所有贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了致谢。 申请学谴论文与资秘箸有不实之处，本入承稳一切藕关责任。 黼；序嚼蹿、隰跏骗，夕 关于论文使用授权的说明 本人宪全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有投傈蜜送交论文静复辞徉，允诲论文霰查游和詹鞠；学校可| 三i 公蠢 论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。 ( 保密的论文在论文解密后应遵守此规定1 论文作者躲唐鹤绅撕虢研糍吼嘲帅 四 淀：请将此页酣在论文首页。 登塞鎏：鎏慧奎耋蝥耋璧耋 繁 章传统努聪慧嗣法翔瓣范推荐酌流降计算雾涪酌魄较 ， 传缝分屡慧鞠法黪艨髓秘i - i - l i t ， 土辩藤壤惶撂拣 l ；瓣筵缀系数a 通过在室内鼹的测黻疆缀螓线试验，霹默缮裂土瓣e 巾裁线，娜躲线上经镦 点靛魁攀数受馕成洚生鹳匿缡器羧( 拿睾号激紧的强黢魄随饕聪力瓣增大甄减小) ，即 a 。一d e ( j + 2 1 ) 帝 蜜_ | l 主，一般惩鬻点润瓣韵绫麟枣涞表示土程超驻疆宠毅下豹疆端系数： 口；一璺曼。l 二! k( ，2 。2 ) 劬p 2 一魑 式中a 为的舔缩系数，m p a 1 并l 、龆为褶痿中巍力p l 、r b ( m p a 虢w a ) 时魏飘陈阮t 主抟摄臻系数越大，豹压缭槛越离。为了方挺沈较，授蕹工疆审常撼静趣鏊酌 燮舔受力欹杰，工稷土翅a 4 ( 帮p l = l o o k p a , p 2 = 2 0 0 k p a 穗瘦豹撼壤系数) 采浮徐麴 g i 缡性。 2 主的壤缨搬数q 透过多缓加载下韵察幽稳聪隈暇缝经验褥到抟主鹃e - l o g p 粒线鼬詹举段为馘线， 其盥线段瓣斜率盼负缓称必压鲼搔数c 。职 c 一塑：熊；塑 ( 1 1 2 ，3 ) 。l o g p 2 l o g p 】l o g 塑 p l 式中c 。为的难缩指数；其余镣号弼蘸。 3 ，蕊缩模懿( 铡黻篷缩模懿) e 。 程侧限条件下巾的瘦力增繁与驻燮蹭爨的托德猕为土的毯臻缀爨嚣。簿 e 产面篆 心1 2 舳 式中珐必土的压缩模壤，m p a ：其余糟萼蔺蓠。 可戳摊樽，土鹳聪缩模酸与涯端系数之斓裔翔下关系： e 。；堡曼 ，弩惑疲力痨变酌曼二罄秘黼压练蹙形薰计算 体琏蔟戏土搿史过程中所缀道的簸大有效液力称为先期圈结压力，主体的先期嘲 键驻力与其现蠢馋髑压力滋魄蕊拣为主的麓弱终馥 旺3 + 5 ) b j 2 这样沉降公式又可表示为 = 馘= 争= ，甄_ 一磁。) ( 1 3 t 6 ) l # 1l ”l j 1 式中：n 一沉降计算深度范围内划分的层数； p r 基底附加应力； 砭、瓦一，一平均竖向附加应力系数，可从相应的表中查取； 2 沆降计算深发酶确定 建筑地基熬础设计规范用符号z 。表示沉降计算深度，并规定应符合下列要 求： 厶：0 0 2 5 船； ( 1 3 7 ) i d 式中 缸：一鲁试算深发往上盘簿发范围蠹的压缩量，血熬敬毽弼下表： b ( m ) b 22 b 4 4 b 88 b 1 51 5 3 0 i a z ( m ) 0 30 60 ，s l 。0 。2 1 5 | 3 沉降汁算经验系数。 裁藏援定，按上述公式计算得到的嚣隆s 尚痤稼| 2 土一个溅降计算经验系数致，阻 提高计算精度。定义为根据地基沉降观测资料推算的最终沉降量s 与式( 1 3 6 ) 计 算得到的s 之比，一般可壤据地区沉降观测资料确定，也可按下表查取。 综上所述，规范推荐韵地基沉降量计算公式为 s = 虬s = 虬粤嘱一g ，- i 磁一! ) ( 1 3 8 ) 表1 沉降羟毅系数双 霉；煺j 254 07 0i 5 02 0 8 基底附加j 燕力 p # 蠡 l + 4 1 3 1 0 o 4 0 + 2 p o 0 7 5 f k 1 11 007o 4o 2 注：嚣为沉降诗算莛晷巍差分震愿镶摸量的当量蠖，按下式计算 嚣= 墨 “e “ 式中：a r 第i 屡附加威力，a i 一风瓴瓦一z i - t 瓦，) t 最为地基沉载力标礁值。 1 2 2 _ 陂力面积法的特点 ( 1 3 9 ) ( 1 ) 由于附女h 应力沿深度的分帮是菲线後静，嗣j 冀：翔采甬分屠意耩法计算，分麓簿 度太大，用分层上下层面附加应力的平均值来作为该分腰平均附加应力将产生较大的误 差；焉寂力瑟积法采羯了糖确舞“应力嚣积”靛概念，霜嚣罨捌分鞍乡黪瑟数，一般可 以按地撼土的天然层面划分，使得计算得以简化。 q ) 地基沉晦诗冀深壤孙靛确定方法较分层总和法更舞台邂。 ( 提出了沉降计算缀验系数虮，由于帆是从大鼹的工程实际观测资料中，经数 理统计分析得出的，它综台反映了许多因素的影响，如侧限条件的假设；计算附加威力 对对地鏊均质的假设与蟪基屡蜜际残屡的不一致辩辫趣应力分毒斡影响；不圈蹑绩 性的地撼土沉降计算值与实测值的不同等。因此，应力面积法萤接近子窭际。但应力面 积法也是基于分艨总和法一样的基本假设。 1 。3 黼耱方；塞虢诤羹魄较 虽然应力面积法考虑剥用应力面积计算沉降，但是由于计算工具的落雁，最终还 是用平筠痤力系数采处瑾，薅套表鼗平均瘟力系数氇鹃方法来计算最终沉簿，这详敲静 最终结果是应力面积法在一定程度上失去了本来的意义，又回到了传统的分层总和法中 去了。懿果真正熊够实现慰应力瑟积壤分，就齄实现援蓖浆荐方法的本来意义。这一节， 就用m a t l a b 6 来实现应力面积的积分，并将计算结果和传统方法的计算结果进行比较。 。3 1m a t l a b 的筵余 m a a b 是一种用于科学工程计算的高效率语言。它原来作为矩阵实验室( m a t r i x l a b o r a t o r y ) ，是提供使用l i n p a c k 帮h s p a c k 矩阵软 孛包接黜嚣，届采它逐渐她发展 西安建筑科技大擘硕士论文 成通用计算、圈税交互系统和程序设计语言。 m a t l a b 的功能十分强大，它在诸如一般数值计算、数字信号处理、系统识别、自动 控、神经丽菇藏翻、特绦蕊数窝强形领域表现出一般煮缀语言难戳魄瓠豹优势，可以 方便地用于所有的科学和工程计算的各个方面。对于一般的数值计算和绘图，其更能得 心应手。爵鞋曩m a t l a b 中瓣函数q u a d 或q u a d l 来计算蒹函数下抟囊积，q u a d 帮q u a d ! 都是数值积分函数，两者均采用迭代算法，其中q u a d 采用自适应s i m p s o n 法则，q u a d l 采用自斌应n e w t o l l c o t e s8p a n e l 法则。 1 32 地基沉降计算算例摄计算方法分析 【箕倒】菜建筑物独立基础平麟尺寸先4 m 6 m ，萋破埋深d = l ，5 m ，擞建场建地下瘩 位距地袭1 0 m ，地基土层分布及主受物理性质指标如下 层序土名屠底海度含水量天然重度 托隙比涟性指数压缩模量有数星度 ， 壤土】1 8 i 8 l z 粉质粘土 3 53 05 0 1 87 0 0 7 0 77 58 7 0 3 淤混覆 7 雪4 80 0 1 7 。i 1 3 81 22 7 c o 4粘土1 52 25 0 1 97 006 80 3 59 997 0 试爰援藏拄荐弱方法鞠簧绫鳃方法计蒋沉降，( 遣基赢嚣缝熬爨| 热莲力p 6 ；1 0 0 k p a ) 【解】 ( 1 ) 。用传统分层总窥法诗算。 根据公式：j = e a s 。 恕。一曩= 最耻餮h 。 来计算，计算结槊如下表 堡! 曼i 竺! ! b i + # “ 盟h 西安建筑科技大学硕士论文 p o ( k p a ) z ( m ) f ：，( k p a ) 层厚( m ) f ：平均值e 。，( m p a )s 。( m m ) 1o oo 1 0 0 0 0 1 0 0 l 9 5 ，1 3 l 9 7 5 6 7 甚1 3 。0 l 1 0 0 2 7 7 4 618 6 2 9 7 5 1 1 5 1 1 0 035 8 0 3l6 7 7 42 4 2 8 2 3 1 0 044 2 8 3l5 0 。4 32 42 1 0 l l 53 2 0 4l3 7 4 32 41 5 ，6 0 1 0 062 4 4 912 8 2 62 41 1 7 8 l o o 6 4 2 2 1 40 4 2 3 3 22 。43 8 9 i 0 07 4l ? 。4 8l i 9 8 i9 。孕2 ，0 0 1 0 08 41 4 0 8o 61 6 + 4 09 9 0 9 9 髓沉降值 1 0 8 0 1 其中，代表各深度处的附加应力俊；沉降计簿深度由斑力翔断条件( 即，当酣撩农力 小于自熬应力的0 2 倍) 来确定。 国嚣燕范摆荐熬方法( 应为鬻强法) 采诗算 前面说过了，现行的威力面积法还是用蠢表取平均应力系数口的办法来计算沉降 鲍，在这里用m a t l a b 6 来缡靠l 计算穰序，实理严揍意义上的积分。她基瓣自b 痤力羁均毒 矩形荷裁角点下的竖向附加应力公式来计算，公式如下： 口= = k c p o 为她纂酣热应力系数，p o 为中心荷载下的蒸底附鞠蕊力，的公式如下： 置，。土l塑坠氅丝+ a r 嚣i n 。 丝 l 。 2 z | 矗2 + 6 2 + z 29 2 十z 2 ) 2 + 9 2 ) | 其中，1 , b 分别为蒸础的长和宽，z 为深度。缀明显，1 0 为l 、b 和z 的函数，为了简便， 针对于上嚣懿箕稠，薹走褥萋毯缒长裙变囊寇，饺袋为z 的一维睡数，令1 - - 6 m ，b 越， 则k 。如下： 墨：上l 巡生当垒l 一+ a r c s i n 丝 l 船1 ( 6 2 + 2 ) ( 4 2 + z 2 ) 6 2 + 4 2 十z 20 ( 6 2 十2 2 ) ( 4 2 + 。2 ) l 将k 用m a t l a b 6 语言表达，并将其设置成m a t l a b 的函数，在m a t l a b 中，函数用a i n 文 件表示，其雨窖如下： f u n c t i o ny = k c 4 6 ( z ) y = ( ( ( 3 $ 2 。$ z ，$ ( 3 。“2 + 2 “2 + 2 。$ z 。“2 ) ) ( ( 3 ，1 2 + z 。2 ) ，$ ( 2 2 + z 。5 2 ) * s q r t ( 3 。“2 - 2 2 + z “2 ) ) + a s i n ( ( 3 2 ) s q r t ( ( 3 ，“2 + z 2 ) ， ( 2 “2 + z “2 ) ) ) ) ( 2 丰p i ) ) 4 ： 然后，可以编制计算糨序，由于三个土层的压缩模量不同，所以可作为三个积分段 进李亍积分，编剩豹程彦掘下： c h e n j i a n g j i s u a n m p o = i n p u t ( 输入蔫载r h ) ； 西安建筑科技大学硕士论文 e s l = i n p u t ( 输入第一麟压缩模餐：) ； a i - - ( q u a d l ( k c 4 6 ，0 ，2 ) ) e s l ； e s 2 = i n p u t ( 输入第二滚压缩模鬣：+ ) ： a 2 一( q u a d l ( k e 4 6 ，2 ，6 4 ) ) e s 2 ； e s 3 = i n p u t ( 竣尺舞三攥疰镶模鬟：) ； a 3 一( q u a d l ( k c 4 6 ，6 4 ，8 ) ) e s 3 ； a p 0 + ( a l + a 2 + a 3 ) ； a 运行结果如下： 输入菏载值：1 0 0 输入第一层压缩模摄：7 5 输入第二簇压缡模爨：2 a 输入第三屡压缩模量：9 9 a 1 0 7 。7 2 8 3 应力面积法计算结果为1 0 7 7 3m m 。 ( 3 ) 两种计算结果的比较 通道【铡蘧】可瑷着痰，两耪箕法韵计算结巢十分接近，毽前提是传绕分瑶总和法 的层厚不能超过一米。传统分层总和法的计算结果为s = 1 0 8 们“；而规范推荐的应力面 彀法的计冀结果为s = 1 0 7 7 3 曩者躲翅对误燕隽0 2 5 ，完全戳忽略不诗。经黠大量 算例计鳟的统计发现，当传统的分层总和法中分层厚度不大于米时，两种方法的计算 结果的 s 对误差不超过1 。因此我们完全可以愿传统的分层总翱法来计舞最终撬降， 只要分朦厚度限制在一米以内，从前摆脱规范推荐方法中繁琐的查表取平均应力系数的 工作。之后再选用合适的修芷系数对其进行修讵。 1 4 滋降计算程序羽编耩和路基沈降盼计算 14 1 援痒的缡剃原理 前丽已经做过比较和分析说明，当层厚不超过l m 时，完全可以用传统的分层总和 迭来计箕地基的簸终沉降，这榉，就霹鞋报握接绞的分漂总帮发的计算原璎来编毒稳序， 实现地勰沉降的电子智能计算，即通过将主要的土性参数和基础宽度及长度输入到计算 机，以愿缩层厚成的计算公式作为控制条件，得出计算结果。本程序选用v s i u a lb a s i c 语 言编写，并将萁和e x c e l 皱含起来，将计算鳐累输到e x c e l 中，作为计算书。 ( 1 ) v i s u a lb a s i c6 0 的简介 b a s i c 是英文b e g i n n e r s a l l - p r o p o s es y m b o l i c i n s t r u c t i o n c o d e 的箍写。v i s u a b a s i c 西安建筑科技大学硕士论文 继承了b a s i c 简单，易用的特点，更熏要的是宵可视化的特性。v b 之所以成为w i n d o w s 环境下快捷，便利的前端开发工具，并获得广泛的用户群体的支持，其所具有的人性化 可视开发环境起了摄大鹃佟璃。另乡 ，它其育蕊商对象的特性。对象编程是v b 最鏊本 的编程手段。v b 还具有事件驱动的特性，这怒它最主鬻的用户界面操作流程控制手段。 在瑟每瓣象中，攀传是对象提供绘辨器熬感应接口，掰户操箨、磊绞信惑等各释因素帮 可能触发事件，所以，可根据可触发的事件和事件发生的顺序有效地组织程序的运行。 除了以上的优势之外，在这里之掰以选撵v b 最主要的原因是它可以秘e x c e l 轻松 的结合，而不需嚣其它的接口程序，因为e x c e l 中有个为编制宏而设计的v b 编辑器， 可以在这个编辑嚣当中编制程序，让沉降计算程序以宏的形式出现，并在运行后将螭果 输送妥e x c e l 中。 ( 2 ) 程序流程图 固 吐上为稷序流程圈，用v b 语言编制矩形基础的沉降计算程序见附录l 。 下面就掰该程序来计算下黼的例题： 甲 塑兰鹜篓墼些奎鬈堡圭篁兰 【冀翻】菜建筑物独立基础平萄尺寸为2 5 m 25 m ，基础堙深d - 2 m ，拟建场地地下 水位距地表1 0 m ，地基土层分布及主要物理性质指标如下 譬亭主袈最褒蒜麓f m 天然燕t i ( , x n 1 a ) j l 照搬 t 绵攘耋f m 轴) 靠救重t x 氲k n c m ) 粉土 l1 95 0 6 55 9 81 95 2粉土21 95o6 55 9 91 95 3糖土3 1 9 s 0 。6 55 、9 81 95 粉质粘士 42 00730 5 2 0 5粉质粘 2 0o 6 7 534 2 0 6 耘质秸= l = 62 0 0 6 72 8 0 7 粉质粘士 7 2 00 6 6 529 1 0 粘土 81 85 0 6 9 31 5g5 9粘9 85o 6 823s 5 程序运行结果如下 分璺藤秘法缝蘩滋降诗舞表 熏层厚f z 平均值 02 倍自重应 p 0 ( k p a )b ( m )l ( m )z ( m )f z i ( k p a ) f z ( k p 曲如“h 龟)s “m ) 瘦 础( k 鹣力c k p 心 2 0 0 25 2 5 o2 0 0 2 0 0252 5l2 03 99 91 5 9 9 41 7 9 ，9 75 。9 8 1 1 7 03 0 i o 2 0 025 2 522 02 2 4 68 98 511 2 49 00 衢1 5 ，7 04 0 9 5 2 0 02 52 532 01 2 8 45 l3 6l7 0 6 03 41 97 02 07 7 2 2 52 s 41 08 。0 23 2 蕊4 1 7 l2 82 1 7 0j 49 0 2 0 02 551 054 02 1 6 22 68 42 ，92 3 ，7 09 2 6 蒜溅降夔 1 1 5 ，9 8 此程序在计算深度较大时摄能体现出电子计算的优越性。 4 2 滚降谤冀程序在工程缝囊勘察上的应掰 在岩土工程中，由于离层建筑的荷载大，重心高，其基础埋深和宽度都很大，阏此 在进行媲基勘察蹲要求其镑毪较深。旗i l 漾凄豹适当与委极大缝影噙建鏊勘察浆震耋、 费用和周期。就天然地基而言，对于控制性钻孔的深度应满足的疆求在规范中已作了若 干规定，但其中起控制作用的是满足地基变形螅要求，即：控制性钻孔的深度应等予或 略深于地基变形的深度。确定地基突形的计簿深度有“应力比法”或“沉降比法”，由 于勘察过程中缺乏模量和载荷等数据，用沉降比法确定孔深时无法实现，在新修订的规 范中采罐应力眈法。岩土工程勘察麓范( g b5 0 0 2 1 - - 2 0 0 1 ) 第4 1 1 9 条第一款规定：“地 基变形计算深度，对中、低压缩性土可取附加应力等于上覆土层有效自重压力2 0 的深 度；对鼍= 离压缨憋主霹取黠鸯嚣压力等予上覆土层毒藏匿力煞1 0 懿深度”。一艘圭| 鏊，在 西安建筑科技大学硕士论文 深度演髯耐，多是套附加应力系数表迸= 亍深魔演算，僵此发眈较繁琐，计葬也不甚礁确。 在这里用上面的沉降计算穰序来确定计算深度。既然，程序能自行计算出附加应力值和 鑫重应力德，显输入虱e x c e l 中，那么，裁可隧稠用己青的数据和e x c e l 中的密表翔导 进行绘豳确定深度，具体作法如下j 。利撬上述计算程垮进萼亍和诗葵沉降糕的诗算，其中的疆壤模量馕可以l 鑫柽意 值( 在勘察工作进行以前，其值还不知) ，这毖值不影响应力的的计算。 在计算党之后，先姆深度z 值一列全部改为受值。 点击图表向导，选择其中纳x y 散点阁，然后添加两个系列，以z 值为纵坐标， 分别以附加应力德和自重威力值为横坐标，安顺序完成即可。 【铡】菜老于都离瑶住窀楼，基稻设诗宽艘为3 0 m ，长为7 m ，蒸底压力德为3 3 0 k p a ， 根据事先收集资料：挖除土的平均黧度为1 9 k n m 3 ；地下水埋深约1 5 m ，在一定深度内粗 分层总和法地基沉潜计算寰 ( k p 8 lb m )i l ( m )矗m 1越度f 。c k r b )屠厚 r 华均值( i d a )斑。啦时b 2 倍基重应力。尊蚺s m m ) 3 ，。m 3 3 03 05 02 0l0 03 2 99 81 50 02 2 0 0 3 3 05 0 2 2 03 2 t 船3 2 9 7 9 1 5 0 03 5 j 0 2 l9 9 3 3 03 05 0 2 0 3 2 88 0l0 03 2 9 2 2l s0 02 l9 5 3 3 03 02 0l | 辨3 2 8 。21 50 e4 3 婚2 l8 7 “ 3 3 03 02 03 2 60 4 1 50 0 2 i7 4 3 3 03 e5 e52 03 2 1 0 9l0 03 2 3 1 6ls 5 l t 0 3 3 03 d5 03j 7 盈m 9 3 6】5o o2 】2 9 3 1 20 5l0 0 3 1 46 3 l50 05 87 02 0 9 8 3 3 03 01 03 0 71 5 ，0 06 。7 02 3 3 03 0 l o 1 0 2 9 93 710 0 3 0 27 2 l50 02 0 1 8 3 3 03 02 e 8转5 砧1 5 抽1 9 7 2 3 0 2 8 43 3l0 02 8 82 0150 01 9 2 l 3 3 03 05 0l e1 5 鹞7 0l 6 9 3 3 03 0 5 0】4 1 0 2 6 7 8 62 7 20 4150 0 2 5 3 62 6 3 6 11 5 1 75 7 ，e590s r909翳，o e 羚妒 塞嚣效鸯对 挺223垃 。 ： 2 土下m 性瓣 0 缩浆 滢压结为低算 度中计 簿为廖屠质程 分士赂其 里耋麓堡型垫查薹望圭篁耋 3 0 1 61 0 2 s o 了910 02 5 50 7150 0i 7 0 0 3 05 01 02 4 22 4t0 0l50 0 i 64 3 3 0据罅2 3 37 7i s 稍7 87 0i 59 7 3 01 02 2 54 il0 0 3 e1 0 2 1 7 2 2l 忿 3 28 27 0 3 0952 0 9 2 32 1 32 31 50 08 46 01 42 2 弘5 02 2勰i 52 0 53 4ls 龆9 6 辨 3 3 03 0 95 1 9 39 i l0 01 9 76 8l5o o8 84 01 3 1 8 t 01 8 6 6 2lo o1 9 0 2 71 5 9 0 4 0 3 0 1 0 1 7 95 8io o1 8 3 1 0 i 50 0 9 24 0 3 3 03 02 61 01 7 2 8 010 01 7 6 1 91 50 09 4 4 0 i l7 5 3 05 02 7 i o l 韩2 91 o 。1 5 0 0n 釉 3 02 8 1 0 1 6 00 3i0 01 6 3 1 6 1 50 0 9 84 0 1 08 8 3 02 91 01 5 4 。2l0 01 5 7 l s 鸯8砖0 0 3 0 1 0 l0 01 5 1 l5 1 50 01 00 8 3 0 1 4 5 5 11 5 瑚 9 7 e 3 2 1 0 1 3 74 8 lo o1 50 01 0 6 4 0 3 0 l ol0 0l 拍9 61 5 始1 0 8 0 0识0 e 3 3 0 3 0 5 03 4 1 0l0 0 1 3 0 0 2 1 5 帅1 1 0 4 086 7 3 0 姐站9s 1 2 3o o l0 01 2 53 01 50 023 083 s 3 05 c3 6鱼5n $ ，5 910 01 2 。7 91 5 。8 瓣 3 3 03 795l i 4 3 8l0 01 1 6 4 8 1 50 0 1 1 6 1 0 簋捷聱癯溉i 5 上表中的e s 。值是随意输入的，只为了程序能顺利进 亍，这里需隳的只是附加应力德f ： 秘0 , 2 谤蟾皇重波力僵。 将寝中的深度值全部改成负值，按上面所述操作，即可做出需要的图表，以下便是 结果： 西安建筑科技大学硕士论文 两线的交点的深度便是计算深度，即可根据此来确定勘察深度。实际上前面表格中的计 算深度即是勘察深度。 14 3 路基沉降计算程序 由于路基总沉降计算一般也是用分层总和法来计算，所以也可以编制路基沉降计算 的程序，只是当中计算应力的公式要引用三角形分布条形荷载作用下土中应力计算公 式，公式如下： 驴鼽一鲁一a r 咖学 器i 式中，”= ；及m = ；，标示见下图 z li d 西安建筑科技大学硕士论文 当x = b 时，公式变为： l1 g j2 一a r c t a n 一 万搬 程序代码见附录2 。 此计冀程序的运行方法和上面的矩形基础沉降计算程序相间，只不过考虑到地熬下 有高压缭屡，深瘼控制条件改为o t 倍的自霪艇力。下丽是一个路基工程算例。 【例】广东省中海石油终端道路，路基总高6 m ，顶颂宽2 2 5 m ，斜面坡度为1 ：1 5 ， 路基下为2 m 狳移整屡，其上为05 m 中移爱游痿，两嚣豳填哥出( 按鬣砂取擅) 。 粉砂土性参数为：o 取0 5 0 7 ，重度，为1 95 2 0 5 k n m 3 , c 为5 3 k p a ，妒为3 4 3 6 。：中 砂参数为：e 取o 4 0 5 ，y 是2 0 5 k n l m 3 ，e 为0 ，妒必4 0 。i 开由土参数露下：y 取 2 0 0 k n l m 3 ，c 为5 k p a ，p 为2 8 。路基下地麓土的参数如下表： 天然状态的物性指标 固结指檬直剪搬标 湿土 含 千孔饱孔压压粘内 土 取 试 密粒水密 隙和隙 缩缩 聚摩 撵 样验 度兜 盘 魔 眈 发度系横 力擦 编深编 重w数量 c 角 号度 号 o sa t - 2e s 舻n 1 3 g ，c m ， m p a 1 m p a k p a ( 。) g l2 6 72 ，j1 1 4 23 s 78 4 03 9 32 2 l 87 0 - 8 9 0l5l7 327 i4 531 1 99 625 6 t09 02s 3 z k 笠0l ，9 0 - 1 41 0 t 6 7 49 5 7 s 53o 辨24 1 9 6 0 - 1 98 027 i5 0 41 13 9 8 9 775 83 10 8 22 2 l6 l 2 狂5 s5lo el 五7 39 4 86 7 z7l9 l2 2 z k 2 2 1 9l7 027 l4 , 8 l9 58t + 0 522 s 4 l 瑚岫l8 0t7 227 04 6o1 l s 9 6 1 5 6 410 022 9 4 46 。- 4 4 毫。 i9 926 s i 6 50 啪5甚9 8，77 o i 3 z k 2 2 42 0 026 s1 8s1 6 80 5 7 4t 1 6s0 1 41 12 4 下嚣就运彳亍路基流降诗算程穿柬计算魏路基的沉酶，运行结果如下衰 雪耄垄堇墼鍪奎兰璧圭篁兰 8 l o 1 2 1 1 31 2 1 1 8 3 08 3 8 1 01 2 08 51 2 09 939 3 r l o26 7 73 0 1 2 0 1 4 lo o4 76 0 1 1 92 7 25 3 63 073 01 1 8 j 225 348 6 1 2 1 0 573 003 6t t 67 0 55 9 73 0 1 1 50 2 4 57 9 73 01 1 39 106 025 3 1