武廣高鐵紅黏土地基沉降計(jì)算方法

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國加大了對西部開發(fā)的力度。由于西部屬于典型的濕陷性黃土地區(qū),并且黃土具有自己獨(dú)特的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)以及所在地質(zhì)地貌的環(huán)境,使得工程在建設(shè)過程中,由于荷載不同或黃土地基自身性質(zhì)而引起差異沉降,使得上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力,從而影響建筑物的結(jié)構(gòu)安全和建筑物的正常使用。因此,研究黃土地基的基礎(chǔ)沉降計(jì)算具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

介紹了幾種常用的地基沉降量推算方法,如asaoka法、泊松曲線預(yù)測法以及遺傳算法,并通過工程實(shí)例對上述方法進(jìn)行比較分析,討論了各方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性。

地基沉降計(jì)算方法分析與改進(jìn)——本文分析了幾種常見的計(jì)算地基沉降的方法，著重介紹了考慮應(yīng)力歷史、側(cè)向變形和有效應(yīng)力對分層總和法的改進(jìn)。提出影響地基沉降計(jì)算準(zhǔn)確度的是：方法本身能否反映地基的成層性和非均質(zhì)性；能否考慮到土的非線性特點(diǎn)。

關(guān)于地基沉降計(jì)算方法的探討——筆者通過對地基沉降計(jì)算方法的探討，分析了地基沉降的內(nèi)外原因，以土體壓縮實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所得應(yīng)變與應(yīng)力關(guān)系的擬舍函數(shù)定量描述土體的壓縮性進(jìn)而以積分求得地基沉降。

本文通過對不同的沉降計(jì)算方法的對比，分析了考慮土體應(yīng)力歷史、側(cè)向變形的情況下不同計(jì)算方法的各自優(yōu)缺點(diǎn)，提出應(yīng)用這些方法應(yīng)注意的問題?？偨Y(jié)各家沉降公式后，提出作者的看法。

軟土是一種區(qū)域性的特殊土,是在一定的地質(zhì)條件下形成的,具有變形大、承載力低等特點(diǎn)。軟土地基具有高含水量、高壓縮性、低強(qiáng)度、低滲透性和高靈敏度的特點(diǎn),其地基穩(wěn)定性差,不易滿足建筑物地基設(shè)計(jì)要求,直接影響結(jié)構(gòu)工程的穩(wěn)定性和耐久性,一般都需進(jìn)行處理才能滿足工程設(shè)計(jì)要求。簡要介紹了軟土的特點(diǎn)和工程特性,論述了飽和軟土地基沉降計(jì)算中需要考慮的土體的自重應(yīng)力計(jì)算、基底附加壓力隨地基沉降變化的影響、加載方式和加載速率的影響等關(guān)鍵問題,分別給出了瞬時(shí)沉降、固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降3個(gè)階段的飽和軟土地基沉降量計(jì)算方法。

6.3常用的地基沉降計(jì)算方法 這里所講的地基沉降量是指地基最終沉降量，目前常用的計(jì)算方法有：彈性力學(xué)法、分 層總和法、應(yīng)力面積法和考慮應(yīng)力歷史影響的沉降計(jì)算法。所謂最終沉降量是地基在荷載作 用下沉降完全穩(wěn)定后的沉降量，要達(dá)到這一沉降量的時(shí)間取決于地基排水條件。對于砂土， 施工結(jié)束后就可以完成；對于粘性土，少則幾年，多則十幾年、幾十年乃至更長時(shí)間。 6.3.1計(jì)算地基最終沉降量的彈性力學(xué)方法 地基最終沉降量的彈性力學(xué)計(jì)算方法是以boussinesq課題的位移解為依據(jù)的。在彈性 半空間表面作用著一個(gè)豎向集中力p時(shí)，見圖6-5，表面位移w(x,y,o)就是地基表面的沉降 量s： er p s 2 1 （6-8） 式中—地基土的泊松比； e—地基土的彈性模量（或變形模量e0）； r—為地基表面任意點(diǎn)到集中力p作用點(diǎn)的距離， 22 yxr。 對于局部荷

地基沉降計(jì)算方法的分析與改進(jìn)——針對我國規(guī)范地基沉降計(jì)算采用的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取值跨度較大這一不足，嘗試對計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn)，引入三個(gè)影響系數(shù)，從而削弱了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的綜合性，提高了系數(shù)取值的準(zhǔn)確性。

針對現(xiàn)行經(jīng)驗(yàn)系數(shù)包含的影響因素太多以致其取值過于離散的問題,在現(xiàn)行規(guī)范法計(jì)算建筑地基沉降的基礎(chǔ)上,對現(xiàn)行方法進(jìn)行了改進(jìn),由原來的1個(gè)修正系數(shù)改為4個(gè)修正系數(shù),用新增加的3個(gè)系數(shù)反映3個(gè)不同方面的影響,以減小原經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的綜合程度.分別考慮基礎(chǔ)剛度、側(cè)限假定及取土擾動(dòng)對新引進(jìn)的3個(gè)修正系數(shù)進(jìn)行取值,并提出了相應(yīng)的確定方法.實(shí)測工程的計(jì)算分析表明,改進(jìn)后的計(jì)算方法準(zhǔn)確性大為提高.

高填石路堤地基沉降受施工情況影響,填筑階段和非填筑階段地基沉降規(guī)律明顯不同,因而不能采用統(tǒng)一的地基沉降與時(shí)間關(guān)系的表達(dá)式來描述地基各階段沉降規(guī)律。填筑階段,提出了能同時(shí)考慮剪切變形和壓縮變形的修正的鄧肯張模型來計(jì)算路基沉降;對非填筑階段早期的地基沉降,采用與時(shí)間和固結(jié)壓力有關(guān)的指數(shù)函數(shù)預(yù)測模型進(jìn)行計(jì)算。通過對填筑階段和工后早期的沉降計(jì)算,其計(jì)算結(jié)果均與實(shí)測值吻合良好。

針對實(shí)際工程中軟黏土地基的成層特性及豎井有時(shí)并未打穿軟土層情況,采用太沙基一維固結(jié)理論和巴倫固結(jié)理論的基本假定,利用固結(jié)度聯(lián)系孔壓與變形,提出一種簡化成層軟黏土地基的固結(jié)沉降計(jì)算方法,對豎向排水地基的固結(jié)度及沉降等進(jìn)行預(yù)測。對計(jì)算的幾個(gè)關(guān)鍵問題進(jìn)行探討:如固結(jié)系數(shù)的反演選擇、豎井未打穿土層時(shí),豎井底部成層地基固結(jié)度計(jì)算、壓縮土層厚度選取等問題。在上述理論的基礎(chǔ)上,用fortran語言編寫排水豎井固結(jié)程序consol,在工程實(shí)踐中得到應(yīng)用,取得良好的效果。

高填方地基的工后蠕變沉降計(jì)算是判斷其沉降穩(wěn)定與否的重要方法,也是安排后續(xù)施工的重要依據(jù)。針對通過有限沉降觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行沉降預(yù)報(bào)的問題,提出高填方蠕變沉降實(shí)用計(jì)算方法。為進(jìn)一步論證該方法的合理性與實(shí)用性,結(jié)合承德機(jī)場的工后沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)對蠕變實(shí)用算法進(jìn)行深入分析。然后為檢驗(yàn)該方法的優(yōu)越性,分別以承德機(jī)場和陜西某黃土高填方地基為例比較了所提出方法和三點(diǎn)法、星野法及雙曲線法的計(jì)算結(jié)果。結(jié)果表明：蠕變實(shí)用算法在已知有限數(shù)據(jù)的情況下可以更好地預(yù)測有限時(shí)間內(nèi)高填方的蠕變沉降。

復(fù)合地基沉降計(jì)算方法討論——復(fù)合地基設(shè)計(jì)中，沉降計(jì)算是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，然而目前還沒有一個(gè)成熟的計(jì)算方法。總結(jié)了現(xiàn)階段常用的沉降計(jì)算方法，指出了各方法的適用性及應(yīng)注意的問題，并對復(fù)合地基沉降計(jì)算方法的發(fā)展提出了一些設(shè)想。

建筑地基沉降計(jì)算方法的評價(jià)——對建筑地基沉降計(jì)算的幾種方法進(jìn)行了評價(jià)．指出壓縮模量計(jì)算地基沉降存在著剪刀型錯(cuò)誤；關(guān)于本構(gòu)模型，由于土性參數(shù)的獲得非常困難，因而在工程中難以應(yīng)用；弦線模量法經(jīng)過工程實(shí)踐檢驗(yàn)，是計(jì)算地基沉降較為可靠的方法．

真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓地基沉降計(jì)算方法分析——真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓技術(shù)已在道路工程領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用，但地基沉降還沒有一個(gè)成熟的計(jì)算方法。結(jié)合工程試驗(yàn)資料，對真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓偌稻穗上真空度傳遞規(guī)律、地基沉降的計(jì)算荷載、計(jì)算深度、側(cè)向變形等問題進(jìn)行分析...

傳統(tǒng)地基沉降計(jì)算方法存在的問題分析——從基本假定、附加應(yīng)力計(jì)算和變形參數(shù)的選取等方面入手，探討了土力學(xué)課程中介紹的地基沉降傳統(tǒng)計(jì)算方法存在的一些問題．在計(jì)算附加應(yīng)力時(shí)，忽略了地基的成層性、可能存在的塑性區(qū)、基底壓力分布形式以及基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)等因...

采用單井地基等效圓內(nèi)真空壓力的平均值等效代替群井地基內(nèi)部真空壓力的平均值推求在k_0固結(jié)條件下地基沉降計(jì)算方法。在原有考慮土體側(cè)向變形(非k_0固結(jié))的地基沉降計(jì)算方法的基礎(chǔ)上對體積應(yīng)變修正系數(shù)進(jìn)行了新的考慮與分析.提出平均體積應(yīng)變系數(shù)的概念,認(rèn)為考慮側(cè)向位移的固結(jié)沉降應(yīng)采用平均體積應(yīng)變系數(shù)對公式進(jìn)行修正。進(jìn)行有限元計(jì)算分析,將理論計(jì)算值、有限元計(jì)算值、實(shí)測值三者進(jìn)行比較分析,認(rèn)為計(jì)算值合理、可靠。采用真空預(yù)壓沉降計(jì)算方法進(jìn)行沉降預(yù)測較為合理便捷,對真空預(yù)壓設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)和借鑒作用。

幾種軟土地基沉降計(jì)算方法的分析探討——介紹了幾種常用的軟土地基沉降量推算方法，如雙曲線法、asaoka法、泊松曲線預(yù)測法以及遺傳算法，并通過工程實(shí)例對上述方法進(jìn)行了分析比較，討論了各方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性。

基于差異沉降的復(fù)合地基沉降計(jì)算方法研究——差異沉降是群樁復(fù)合地基的一個(gè)不容忽視的問題，目前復(fù)合地基沉降計(jì)算均為計(jì)算復(fù)合地基的總體沉降，而研究差異沉降的關(guān)鍵問題是如何得到差異沉降值．提出了用樁體沉降法計(jì)算復(fù)合地基沉降的一種方法．該方法可以計(jì)算群...

差異沉降是群樁復(fù)合地基的一個(gè)不容忽視的問題,目前復(fù)合地基沉降計(jì)算均為計(jì)算復(fù)合地基的總體沉降,而研究差異沉降的關(guān)鍵問題是如何得到差異沉降值.提出了用樁體沉降法計(jì)算復(fù)合地基沉降的一種方法.該方法可以計(jì)算群樁中每根樁的沉降值,進(jìn)而計(jì)算群樁的差異沉降.同時(shí)根據(jù)單樁沉降計(jì)算出群樁的總體沉降,通過模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬提出了樁體沉降法的兩個(gè)重要參數(shù),并給出了這兩個(gè)參數(shù)(樁頂應(yīng)力比和樁端應(yīng)力比)的經(jīng)驗(yàn)公式.通過與模型試驗(yàn)和工程實(shí)測對比分析表明,采用樁體沉降法計(jì)算的沉降量與實(shí)測數(shù)據(jù)相吻合,可以認(rèn)為是工程設(shè)計(jì)的一種可靠方法.

軟土地基沉降計(jì)算及預(yù)測方法研究——對公路軟土變形和沉降進(jìn)行了理論分析，闡述了公路軟土路基沉降預(yù)測的基本方法，并從荷栽變化的角度對幾種方法進(jìn)行了比較。

對公路軟土變形和沉降進(jìn)行了理論分析,闡述了公路軟土路基沉降預(yù)測的基本方法,并從荷載變化的角度對幾種方法進(jìn)行了比較。