地基模型与基础梁板分析.pdfVIP

第1O卷第2期 河 海 大 学 科 技 情 报 1990年6月 地基模型和基础梁板分析 赵 光恒 张子 明 f工程力学系) 摘要 在水工建筑物与民用建筑畅中，建筑物与地基联系的部分 ．一般都简化为基础辩板的计 算．本文对地基摸型和基础粱板分析研究的进程和发展作了简要地回顾，介绍了何海大学在这方 面的主要研究成果．内容包括下刊三个方面， f1)地基誊型研究l (2)计算方法探讨 一 (3) 计算机程序研制和工程应用．最后对谚溽题研究的现状和晨望发表7作者 自己的看落． 关羹词一基础粱一扳一地基模型，计苒方法l综述 在水闸、船闸、船坞和高层建筑等水工建筑物和民用建筑物中，建筑物与地基联系的基 础部分一般都简化为基础粱板的计算。 基础粱板的内力分析是一个重要而又复杂的问题．为了正确台理地分析它们，要选择符 合实际情况的地基模型和有效的计算方法。文克勒毂设的提出，特别是初参数法被 引用 以 后，基础粱板的计算得至i很大的发展。但是，弹性力学和土壤压陷实验都证明文克祜镁设在 一 般情况下并不正确。l91g年，普罗克托尔首先提出半无限大弹性地基模型，从此，对基础 粱板的研究进入了一个新的阶段。5O年代以来，河海大学对地基模型和基础粱板分析课题进 行了系统研究，提出了一些新的计算模型和计算方法，同时取得了不少既有理论意义又有实 用价值的研究成果。下面分地基模型研究、计算方法探讨、计算机程序研制和工程应用等几 个方面综合介绍。 (一)地薹攘曩娉研究 1．文克勒地基和丰_i已限地基 在基础梁板计算 中，应用最广泛的是文克耪地基和半无限地基模型。5O年代，河海大学 提出了 “文克勒假设下基础粱的计算表 ()。对于半无限地基，为了弥补郭氏表泼有 考 虑 边荷载的影响这一映陷，分析计算给出了 边荷藏作用下基础粱的计算表 ()‘。通过 研 究 发现，在承工建筑物基础中，变温影响是不能不计的。随后又提出了 基础荣的温度应力 ()。这些计算表格被有关设计规范采用至今。 2．中厚度地基 理论计算和现场测试结果表明，文克轴假设仅适用于地基可压缩层厚度与基础水平尺寸 tf tT 半长之比 o．5的情况，而半无限大弹性地基假设只适 用于 3．o的土层。为了符舍 基 础梁板的实际工作状态，河海大学提出了中厚度地基上基础梁板的计算方法 c)()‘一(”)， t T 编制了各种层厚比情况下的沉陷计算表格，计算了F．r／=O．5—3．0’泊 松 比 o=O．2、O．3、 17 0．4范周内；考虑均布荷载、集中荷载、力偶荷载、边荷裁及温度变化的作用下，不同柔 度 指标t值时基础梁的内力计算表格，供工程单位使用。经过分析 比较，我们认为，在一 般 情 况下应该考虑地基可压缩层和刚性下卧层之间摩擦力的影响，否则将对基础梁内力产生不利 影响。理论上进一步证明，不论是空间问题还是平面 问题，半无限地基和文克勒地基都是中 厚度地基的特殊情况，当可压缩层厚度H一。。时为半无限地，基，当 日一0时 即为 文 克 勒 、 地 基。 3．多层 地基 基础工程的设计，特别是在机场跑道、公路、房匣、船坞和水闸底板等基础工程的设计 中，由表面荷载引起多层地基应力和沉降分析是一个基本的研究课题 。在设计机场跑道时， 表层或垫层必须有足够的强度，以承受重型飞机的轮压荷载。在水闸和船坞底板的设计中， 较常见的是软弱地基，通常采用表面换砂的措施加固地基 以扩散荷载的作用。此外，沿海地 区由于地基土壤逐渐淤积形成，加之 自重的长期作用，不仅在不同的深度具有不同的压缩模 量，而且即使对于同一点，在水平方向和垂直方向也具有 明显不同的压缩模量。这说明地基 不是完全各向同性的，而是各向异性的或是横观各向同性的。在此项研究中，Boit等人建议按 土层分段，根据土层交界处的连续条件和边界