地基弹性系数取值

弹性地基的处理弹性地基的处理 我们在进行桥涵等结构物基础设计时 往往会遇到结构物置于地基上或埋于地基中的 情形 大多数情况下 地基并非是刚性的 往往表现为一个个分布的弹性支承 为了便于 分析和计算 我们将分布的弹性支承离散成等效的弹性约束 我们可以将土看作为弹性变形介质 其地基系数在地面 或冲刷线 处为零 并随深 度成正比例增长 相应于深度 y 处的基础侧面土的地基系数 cy my 相应于深度 h 处基础 地面土的地基系数 c0 m0h 但 c0不得小于 10m0 其中 m 与 m0为地基比例系数 其取值 可参照下表采用 当有可靠试验资料时 可采用试验值 非岩石类土的比例系数非岩石类土的比例系数 m 和和 m0值值 序 号土 的 名 称m 和 m0 kN m4 1流塑粘性土 IL 1 淤泥3000 5000 2软塑粘性土 1 IL 0 5 粉砂5000 10000 3硬塑粘性土 0 5 IL 0 细砂 中砂10000 20000 4坚硬 半坚硬粘性土 IL 0 粗砂20000 30000 5砾砂 角砾 圆砾 碎石 卵石30000 80000 6密实卵石夹粗砂 密实漂卵石80000 注 本表用于结构在地面处位移最大值不超过 6mm 位移较大时 适当降低 当基础侧面设有斜坡或台阶 且其坡度或台阶总宽与深度之比超过 1 20 时 表中 m 值应减小 50 岩石地基的地基系数 c0不随岩层面的埋置深度而变 其值按下表采用 岩石地基系数岩石地基系数 c0 值值 编 号Raj kPa c0 kN m 3 11000 2 25000 注 Raj为岩石的单轴极限抗压强度 当 Raj为中间值时 c0值采用内插法求得 离散后的等效弹性支承的弹簧刚度 k 就等于弹性支承作用面积 A 即单元高度与基础 计算宽度的乘积 与地基系数 c0或 cy 的乘积 即 k A c0 或 cy 在离散等效弹性支承时 同一土层内可根据精度需要 将其分成若干部分 但在土层分界处 必须分开 将每一个 分出的部分看成一个弹性支承 其作用点就在该部分的合力作用点处 下面是一个箱涵计 算的例子 上图中 除 m0以 kN m4单位外 其余以 m 为单位 如图 将该箱分为 17 个单元 虽 然整个结构都埋于土中 但由于需要研究箱体的受力 且箱体侧面是受到主动土压力 故 在侧面不设弹性支承 而是将其考虑为荷载 所以 只有 6 7 8 9 10 号单元受到弹性 支承 它们分别是弹性支承 1 2 3 4 5 6 由于需要保持结构的稳定 维持结构的不 可变性 故加上 7 号水平约束 非弹性支承 取 1m 长的箱涵进行计算 1 6 号弹簧 其作用宽度取所在单元宽度的一半 从而可 计算它们的刚度为 k m0h A 20000 1 50 1 0 0 1 3000 kN m 300 t m 2 3 4 5 号弹簧 其作用宽度取所在两个单元宽度和的一半 从而可计算它们的刚 度为 k m0h A 20000 1 50 1 0 0 2 6000 kN m 600 t m 对于桩基础 由于往往会发生水平位移 故需要在侧向放置弹性支承 下面是桩基础 计算的例题 图为一直径 2m 的桩 将其在地面或局部冲刷线以下部分划分为 4 个单元 它分别位 于三种土层中 图中 1 2 3 4 即为等效弹性支承 它们作用的位置分别是由所在单元边 界处的地基系数构成的三角形或梯形 即上图中右边的实线图形 的形心 分别计算 4 个 弹性支承的弹簧刚度 弹性支承 1 k1 0 5m1h1 A1 0 5 18000 0 9 2 1 3 72900 kN m 7290 t m 弹性支承 2 k2 0 5 m2h1 m2 h1 h2 A2 0 5 18000 70000 0 9 2 1 4 kN m 47520 t m 弹性支承 3 k3 0 5 m2 h1 h2 m2 h1 h2 h3 A3 0 5 70000 0 9 2 1 4 kN m 97200 t m 弹性支承 4 k4 0 5 m3 h1 h2 h3 m3 h1 h2 h3 h4 A4 0 5 44000 60000 0 9 2 1 4 kN m 56160 t m 在进行结构的基础设计时 遇到结构物置于地基上或埋于地基中的情况时 多数情况下 地基 往往表现为一个个分布的弹性支承 为了便于计算 将分布的弹性支承离散成等效 的弹性约束 在桥博中 需要用户计算出相应的弹性系数 可以参考 地基基础 相关教程中的方法计算 如可按类似于 m 法计算 首先 将土看作为弹性变形介质 根据相关规范等查取针对某一土层的地基系数随深度变 化的比例系数 m 值 然后计算出地基系数 Cz m z 其中 z 是指深度 对于基础底部的 地基系数 C0 m0 h m0为基础底部竖向地基系数的比例系数 h 为基础的入土深度 然后 将土层离散 对于不同的土层 需要根据土层的顶 底面作为划分面 根据地基系 数 C 值