摘要:現(xiàn)行復(fù)合地基沉降變形理論,是基于樁土變形一致的剛性基礎(chǔ)下的復(fù)合地基建立的,在樁土變形不一致的柔性基礎(chǔ)下(如公路地基)中應(yīng)用時,誤差很大。本文將模型試驗成果及實際工程的實測值與理論計算值進行了比較,分析誤差及原因,并就解決辦法進行了討論。
關(guān)鍵詞:不同剛度基礎(chǔ);復(fù)合模量法;應(yīng)力修正法;彈性力學(xué)平面問題理論
1現(xiàn)行復(fù)合地基沉降變形理論
通常把復(fù)合地基沉降量分為二部分,復(fù)合地基加固區(qū)的厚度為H,加固區(qū)的壓縮量記為S1;地基壓下臥層厚度為(Z-H),下臥層的壓縮量記為S2.故在荷載作用下復(fù)合地基的總沉降S可表示為二部分之和。至今提出的復(fù)合地基沉降實用計算方法中,對下臥層壓縮量S2大都采用分層總和法計算,而對加固區(qū)范圍內(nèi)的土層壓縮量S1則針對復(fù)合地基的特點采用一種或幾種計算方法。主要有復(fù)合模量法和與應(yīng)力修正法。
1.1復(fù)合模量法
將復(fù)合地基加固區(qū)中增強體和土體視為一復(fù)合土體,采用復(fù)合壓縮模量Ecs來評價復(fù)合土體的壓縮性。采用分層總和法計算加固區(qū)土層壓縮量。將加固區(qū)分成n層,每層復(fù)合土體的復(fù)合模量為Ecsi,加固區(qū)土層壓縮量表示為
式中——第i層復(fù)合土上附加應(yīng)力增量;
Hi——第i層復(fù)合土層的厚度豎向增強體復(fù)合地基復(fù)合土層壓縮模量Ecs,通常根據(jù)彈性力學(xué)的平面問題理論,采用面積加權(quán)平均法計算,則
式中Ep——樁體壓縮模量;
Es——樁間土壓縮模量;
m——復(fù)合地基置換率。
復(fù)合土體的復(fù)合模量也可采用彈性理論求出解析解或數(shù)值解。使樁和樁間土有一均勻的豎向壓縮,即=常數(shù),因此屬于廣義平面應(yīng)變問題,可得
其中vp,vs——分別為樁體和土體的泊松比;
m——復(fù)合地基置換率;
1.2應(yīng)力修正法
在豎向增強體復(fù)合地基中,增強體的存在使作用在樁間土上的平均荷載密度比作用在復(fù)合地基上的平均荷載密度要小。在采用應(yīng)力修正法計算壓縮量時,根據(jù)樁間土分擔(dān)的荷載,按照樁間土的壓縮模量,忽略增強體的存在,采用分層總和法計算加固區(qū)土層的壓縮量。
豎向增強體復(fù)合地基中樁間土分擔(dān)的荷載為
式中p——復(fù)合地基平均荷載密度;
——應(yīng)力減少系數(shù)或稱應(yīng)力修正系數(shù);
n和m——分別為復(fù)合地基樁土應(yīng)力比和復(fù)合地基置換率。
復(fù)合地基加固區(qū)土層壓縮量采用分層總和法計算,其表達式為
式中——未加固地基(天然地基)在荷載P作用下第i層土上的附加應(yīng)力增量;
——復(fù)合地基中第i層樁間土中的附加應(yīng)力增量;
S1s——未加固地基(天然地基)在荷載P作用下相應(yīng)厚度內(nèi)的壓縮量;
——應(yīng)力修正系數(shù)
關(guān)鍵詞:不同剛度基礎(chǔ);復(fù)合模量法;應(yīng)力修正法;彈性力學(xué)平面問題理論
1現(xiàn)行復(fù)合地基沉降變形理論
通常把復(fù)合地基沉降量分為二部分,復(fù)合地基加固區(qū)的厚度為H,加固區(qū)的壓縮量記為S1;地基壓下臥層厚度為(Z-H),下臥層的壓縮量記為S2.故在荷載作用下復(fù)合地基的總沉降S可表示為二部分之和。至今提出的復(fù)合地基沉降實用計算方法中,對下臥層壓縮量S2大都采用分層總和法計算,而對加固區(qū)范圍內(nèi)的土層壓縮量S1則針對復(fù)合地基的特點采用一種或幾種計算方法。主要有復(fù)合模量法和與應(yīng)力修正法。
1.1復(fù)合模量法
將復(fù)合地基加固區(qū)中增強體和土體視為一復(fù)合土體,采用復(fù)合壓縮模量Ecs來評價復(fù)合土體的壓縮性。采用分層總和法計算加固區(qū)土層壓縮量。將加固區(qū)分成n層,每層復(fù)合土體的復(fù)合模量為Ecsi,加固區(qū)土層壓縮量表示為
式中——第i層復(fù)合土上附加應(yīng)力增量;
Hi——第i層復(fù)合土層的厚度豎向增強體復(fù)合地基復(fù)合土層壓縮模量Ecs,通常根據(jù)彈性力學(xué)的平面問題理論,采用面積加權(quán)平均法計算,則
式中Ep——樁體壓縮模量;
Es——樁間土壓縮模量;
m——復(fù)合地基置換率。
復(fù)合土體的復(fù)合模量也可采用彈性理論求出解析解或數(shù)值解。使樁和樁間土有一均勻的豎向壓縮,即=常數(shù),因此屬于廣義平面應(yīng)變問題,可得
其中vp,vs——分別為樁體和土體的泊松比;
m——復(fù)合地基置換率;
1.2應(yīng)力修正法
在豎向增強體復(fù)合地基中,增強體的存在使作用在樁間土上的平均荷載密度比作用在復(fù)合地基上的平均荷載密度要小。在采用應(yīng)力修正法計算壓縮量時,根據(jù)樁間土分擔(dān)的荷載,按照樁間土的壓縮模量,忽略增強體的存在,采用分層總和法計算加固區(qū)土層的壓縮量。
豎向增強體復(fù)合地基中樁間土分擔(dān)的荷載為
式中p——復(fù)合地基平均荷載密度;
——應(yīng)力減少系數(shù)或稱應(yīng)力修正系數(shù);
n和m——分別為復(fù)合地基樁土應(yīng)力比和復(fù)合地基置換率。
復(fù)合地基加固區(qū)土層壓縮量采用分層總和法計算,其表達式為
式中——未加固地基(天然地基)在荷載P作用下第i層土上的附加應(yīng)力增量;
——復(fù)合地基中第i層樁間土中的附加應(yīng)力增量;
S1s——未加固地基(天然地基)在荷載P作用下相應(yīng)厚度內(nèi)的壓縮量;
——應(yīng)力修正系數(shù)