地基彈性系數(shù)取值

1、彈性地基的處理我們在進(jìn)行橋涵等結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)設(shè)計時，往往會遇到結(jié)構(gòu)物置于地基上或埋于地基中的 情形。大多數(shù)情況下，地基并非是剛性的，往往表現(xiàn)為一個個分布的彈性支承。為了便于分析 和計算，我們將分布的彈性支承離散成等效的彈性約束。我們可以將土看作為彈性變形介質(zhì)，其地基系數(shù)在地面（或沖刷線）處為零，并隨深 度成正比例增長。相應(yīng)于深度y處的基礎(chǔ)側(cè)面土的地基系數(shù)Cy二my相應(yīng)于深度h處基礎(chǔ)地 面土 的地基系數(shù)Co=mh,但c。不得小于10m。其中m與m為地基比例系數(shù)，其取值可參照下表采 用，當(dāng)有可靠試驗資料時，可采用試驗值。非巖石類土的比例系數(shù)m和m。值序號土的名稱m 和 m (kN/m4)1流塑粘性土

2、Ii 1,淤泥3000-50002軟塑粘性土 1Il,粉砂5000100003硬塑粘性十Il0,細(xì)砂，中砂10000-200004堅硬，半堅硬粘性土 ILVO,粗砂20000-300005礫砂，角礫，圓礫，碎石，卵石30000-80000注：本表用于結(jié)構(gòu)在地面處位移最大值不超過 6mm位移較大時，適當(dāng)降低。當(dāng)基礎(chǔ)側(cè)面設(shè)有斜坡或臺階，且其坡度或臺階總寬與深度之比超過1:20時，表中m值應(yīng)減小50%巖石地基的地基系數(shù)C。不隨巖層面的埋置深度而變，其值按下表采用。巖石地基系數(shù)c0值編號Ra (kPa)3Co (kN/ m )11000300000225000注：RJ為巖石的單軸極限抗壓強(qiáng)度。當(dāng) 卍為

3、中間值時，C。值采用內(nèi)插法求得。離散后的等效彈性支承的彈簧剛度（k），就等于彈性支承作用面積（A,即單元高度與的乘積）與地基系數(shù)（Co或CJ的乘積，即EAXc （或Cy） o在離散等效彈性支承時，同一土層內(nèi)可根據(jù)精度需要，將其分成若干部分，但在土層分界處，必須分開。將每一個分出的部 分看下面是一個箱涵計算的例子:成一個彈性支承，其作用點就在該部分的合力作用點處。上圖中，除m。以kN/m1單位外，其余以m為單位。如圖，將該箱分為17個單元，雖然整個結(jié)構(gòu)都埋于土中，但由于需要研究箱體的受力，且箱體側(cè)面是受到主動土壓力，故在 側(cè)面 不設(shè)彈性支承，而是將其考慮為荷載。所以，只有6、7、8、9、10號單

4、元受到彈性支承，它們分別是彈性支承1、2、3、4、5、6o由于需要保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定(維持結(jié)構(gòu)的不可變 性)，故加上7號水平約束(非彈性支承)。取Im長的箱涵進(jìn)行計算。1、6號彈簧，其作用寬度取所在單元寬度的一半，從而可計算它們的剛度為：k=mhx A=20000XXX =3000(kN/m) =300(t/m)2、3、4、5號彈簧，其作用寬度取所在兩個單元寬度和的一半，從而可計算它們的剛 度為：k=mohX A=20000XXX =6000 (kN/m) =600 (t /m)對于樁基礎(chǔ)，由于往往會發(fā)生水平位移，故需要在側(cè)向放置彈性支承。下面是樁基礎(chǔ)計算的例題：圖為一直徑2m的樁，將其在地面或局

5、部沖刷線以下部分劃分為4個單元，它分別位于三種上層中。圖中1、2、3、4即為等效彈性支承，它們作用的位置分別是由所在單元邊界 處的地基系數(shù)構(gòu)成的三角形或梯形(即上圖中右邊的實線圖形)的形心。分別計算4個彈 性支承 的彈簧剛度。彈性支承1 ：ki二XAi二X 18000X (2+1) X 3=72900(kN/m)=7290(t/m)彈性支承2：k2二m2hi+m2X (hi+h2) XA2=X (18000+70000) X(2+l) X4=475200 (kN/m) =47520 (t/m)彈性支承3：k3= mbX (hi+h2)+mtx (hi+b+h3) XA3=X (70000+11

6、0000) X (2+1) X 4=972000(kN/m)=97200(t/m)彈性支承4：kl= ni3X (h 1+112+113)+ni3X (h 1+112+113+114) XA 4=X (44000+60000)X(2+1) X4=561600(kN/m)=56160(t/m)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計時，遇到結(jié)構(gòu)物置于地基上或埋于地基中的情況時，多數(shù)情況下，地基，往往表現(xiàn)為一個個分布的彈性支承。為了便于計算，將分布的彈性支承離散成等效 的彈性約束。在橋博中，需要用戶計算出相應(yīng)的彈性系數(shù)。可以參考地基基礎(chǔ)相關(guān)教程中的方法計算，如可按類似于m法計算：首先，將土看作為彈性變形介質(zhì)，根據(jù)相關(guān)規(guī)范等查取針對某一土層的地基系數(shù)隨深度變化的 比例系數(shù)m值，然后計算出地基系數(shù)G=m*z,其中：z是指深度。對于基礎(chǔ)底部的地基系數(shù)G二m*h, m為基礎(chǔ)底部豎向地基系數(shù)的比例系數(shù)，h為基礎(chǔ)的入土深度。然后，將土層離散，對于不同的土層，需要根據(jù)上層的頂、底面作為劃分面。根據(jù)地基系數(shù)C值，以及單元土