用通用有限元程序分析精密设备基础沉降的方法
有限元计算真空荷载处理软基沉降的建议
式中 ｋｑ 别 为砂墙 地 基 的水平 和垂 直渗 透 系 ｖ 分 数 ； 、 分别为砂 井地 基 的水平 和垂 直渗 透系 数 ； Ｄ 、Ｄ 分别为水 平 和垂直 渗透 系数 的调整 系数 。按 式 （ ）计算 。 ２
／Ｐ ／ ａ ｋａ ＭＰ 一
２ ． ７ ３ ８ ５ ． ５Ｉ ５ ． ０ ３ ． １ ０ ９２ ． ０ ２ ．４
／ ａ ／ｃ ＭＰ （ｍ。・ 一 ）／ ｃ 。・ 一 ｓ （ ｍ ｓ
５ ５ ． ０ ２ ４７ ． ４ １ ． ７ ０ ０ ２ ９３ ． ０ ５ ０ ｏ ３ ６ ． ｏ １７ ０ ０ ９ ８ ． ０ ５５ ００ ４２ ． ０１ ５ ０． ０ ５ ６ ０ ５ ２ ００ ４ ２ ．０ ８０
１ 工程及地质概况 塘分布 ，地面标 高 ２ ５ｍ左 右 。试 验工 点范 围为 Ｋ ． ０ ＋０ ０ ～ ＋８ ０ ０ ５ ，其 中： Ｋ ＋０ ０ ～ ＋３ ．０ ０ ０ ８ ４ 、Ｋ ０
＋ ３ ． ５一 ＋８０ 为 桥 梁 桩 基 试 验 段 ，Ｋ ３ ．０ ～ ８３ ９ ５ ０＋ ８ ４ ＋ ３ ． ５为路基试验段 。中间路 基段设 置 ４座 涵洞 。 ８ ３９ 线 形 为 直 线 ，纵 坡 ０‰ 。
试验工点地处江 苏省昆山市旱 泾村 中桥与徐公河 中桥之间 ，属太湖湖积平原 ，地形平坦 ，有人工鱼
＇ ， ｅ 埘Ｌ 埘Ｐ
地层分布 自上而下依次为 ： （ ）粘土，灰黄色 ，软一硬塑，层厚 Ｑ７ ～ ．０ｍ １ ６ ３６ ； （ ）淤泥 质 粉质 粘 土 ，深灰 色 ，流塑 ，含少 量 ２ 腐植物 ，局部 夹 有 薄层 粉 砂 ，具 有 高压 缩 性 、低 强 度 、高触变性 的特点 ，层厚 ３ ２～ ６ ５ｍ； ． １ ． （ ）粘土 ，灰绿色 ，黑灰 色 ，软塑一硬 塑 ，厚 ０ ３ ７ ４ｍ，分 布于 Ｋ ４ ５～＋８ ５ ． ０＋ ０ ４ ，层 位较 为 稳定 。 属 中等偏低压缩性土 ； （ ）粉土局 部 夹 薄层 粉 砂 或粘 土 ，灰 黄 色 ，软 ４ 一硬 塑 ，厚 ０～ ． ５４ ｍ，分布 于 Ｋ ４ ５～＋８ ５ ０＋ ０ ４ ，层 位较为稳定 。属 中等偏低压缩性土 。 各 土层物 理 、力学指标见表 １ 。
简述沉降的原理及应用方法
简述沉降的原理及应用方法沉降的原理沉降是指土壤、岩石或人工物体在地下或水下承受荷载作用后，由于土壤颗粒的移动和重排，导致其下陷的过程。
沉降主要由地下岩土的压缩变形和溶解溶洞导致的地表下陷引起。
其主要的原理包括：1.压缩沉降：当荷载施加在土壤或岩石上时，土壤颗粒之间发生重新排列和压缩，导致体积的缩减。
这种压缩变形是造成沉降的主要原因之一。
2.塌陷沉降：在某些情况下，土壤中的一些粘土颗粒因为含水量的减少或者外界荷载的作用，会逐渐失去支撑力，导致土壤发生塌陷，从而引起地表的沉降。
3.溶洞沉降：当地下水溶洞发生塌陷或者岩溶崩塌时，会造成地表的突然下陷。
这种沉降是由于溶洞的形成和破坏导致的。
沉降的应用方法沉降的研究和监测对于地质工程和土木工程具有重要的意义。
下面是几种常见的沉降应用方法：1. 观测法观测法是通过人工测点或者自动测点对地表的沉降进行实时观测和记录。
观测点通常安装在地表附近，可以使用自动水准仪、全站仪或者GNSS等测量仪器进行测量。
观测数据可以用于评估地下岩土的变形特征，以及预测地表沉降的趋势和速度。
2. 数值模拟数值模拟方法是通过计算机模型对地下岩土和地表沉降进行模拟和预测。
该方法基于地下岩土的力学参数和水文特征，使用有限元或有限差分等方法建立数值模型，通过计算机程序进行模拟分析。
数值模拟可以提供详细的地下岩土变形和地表沉降分布图，对于工程设计和地质灾害评估具有重要意义。
3. 工程处理法工程处理法是通过改变地下岩土的物理性质，以减缓或防止地表沉降的发生。
常用的处理方法包括加固土体、注浆处理、隔离层和地下固化等。
工程处理法通常用于对已经存在地表沉降问题的区域进行治理和修复，以保证工程的安全运行和维护环境的稳定。
结论沉降是地下岩土系统中不可避免的过程，对于地质工程和土木工程具有重要的影响。
通过观测法、数值模拟和工程处理法等方法对沉降进行研究和应用，可以更好地理解和控制沉降过程，以保障工程的安全和可持续发展。
常用的地基沉降计算方法
常用的地基沉降计算方法地基沉降计算是工程施工中非常重要的一项计算工作，它可以用于预测地基沉降的大小和速率，帮助工程师进行地基设计和施工安排。
下面将介绍几种常用的地基沉降计算方法。
1.标贯法：标贯法是用于预测地基沉降的一种常用方法。
它通过在地基中插入一根钢质钻杆并运用连续冲击力将其驱入地基，然后根据所需驱入力和驱入深度来计算地基沉降。
这种方法简单快捷，适用于较小规模的工程。
2.应变曲线法：应变曲线法也是一种常用的地基沉降计算方法。
它通过在地基中安装应变计和标尺，测量地基在不同深度下的应变变化，然后根据应变-应变曲线来计算地基沉降。
这种方法适用于较大规模的工程，但需要一定的测量设备和专业知识。
3.弹性地基沉降计算方法：弹性地基沉降计算方法是一种常用的地基沉降计算方法。
它基于地基的弹性性质，通过分析地基的应力-应变关系来计算地基沉降。
这种方法适用于弹性土层和较小的地基变形。
4.孔隙水压力法：孔隙水压力法是一种基于地下水压力变化来计算地基沉降的方法。
它通过在地基中安装压力计和水位计，测量地下水位和孔隙水压力变化，然后根据孔隙水压力-应力关系来计算地基沉降。
这种方法适用于饱和土层和较高地下水位的情况。
5.数值模拟法：数值模拟法是一种较为精确的地基沉降计算方法。
它通过将地基和加载条件建模，并应用数值计算方法求解其力学行为，然后根据计算结果来预测地基沉降。
这种方法适用于复杂的工程和土层情况，但需要一定的计算资源和专业知识。
综上所述，地基沉降计算方法多种多样，选择适合的方法需要考虑工程规模、土层情况、测量条件和计算资源等因素。
工程师在进行地基沉降计算时应根据实际情况选择合适的方法，并结合实测数据和经验判断，以得到准确可靠的地基沉降预测结果。
地基沉降的数值模拟与监测方法
地基沉降的数值模拟与监测方法地基沉降是建筑工程中常见的问题，它会对建筑物的结构稳定性和使用寿命产生重大影响。
因此，数值模拟和监测地基沉降的方法变得至关重要。
本文将就地基沉降的数值模拟和监测方法展开探讨。
首先，地基沉降的数值模拟是预测地基沉降的一种有效手段。
数值模拟可以通过建立地基沉降的数学模型，模拟目标地区土壤的变形和沉降过程。
目前使用最广泛的数值模拟方法是有限元法。
有限元法将土壤和建筑物等复杂结构划分成一个个小单元，通过求解各个单元的力学方程，得出土壤和建筑物的位移和应力分布。
这种方法可以较为准确地预测地基沉降的程度和变形趋势。
同时，有限元法还可以根据不同的土壤条件和负荷情况进行参数敏感性分析，帮助工程师确定合适的地基处理和建筑物设计方案。
然而，数值模拟只是一种理论推导，为了验证数值模拟方法的准确性，我们还需要监测实际的地基沉降情况。
地基沉降的监测方法多种多样，常用的有经验法、测量方法和遥感技术。
其中，经验法是依靠历史数据和专家经验来判断地基沉降的程度和变化趋势。
这种方法在工程实践中比较常用，但由于受限于经验和数据的局限性，其结果可能不够准确。
测量方法是较为常用的地基沉降监测方法，通过在建筑物周围设置测点，利用测量仪器测量地表和建筑物的沉降量。
常用的测量仪器有水平仪、水准仪和全站仪等。
测量方法能够实时监测地基沉降的情况，提供直观的数据支持，但需要考虑安装测点的数量和位置以及测量误差等因素。
除了传统的测量方法，现代遥感技术也为地基沉降的监测提供了新的解决方案。
遥感技术利用航空摄影、卫星影像和高精度测绘数据等手段，通过比对同一地区的不同时期的影像，分析地表的沉降情况。
这种方法具有和测量方法相比更广阔的监测范围和更低的成本，但由于受限于分辨率和数据获取的难度等因素，其准确性仍有待提高。
综上所述，地基沉降的数值模拟和监测方法是解决地基沉降问题的重要手段。
数值模拟通过建立数学模型预测地基沉降，可以为工程师提供设计和处理建议。
有限元法在路基沉降中的应用
１ 路基沉 降 变形机 理
在软土地 区修筑结构物 ， 必然导致 地基 的下沉 。通 常认为饱
２ 固结沉降 。荷 载 置于路 基 土上后 ， 着时 间 的延续 ， 载 ） 随 荷
其 中， 为行 车荷载 疲 劳应 力 ， ａ 口 为 温 度梯 度疲 劳 应 Ｊ Ｊ １ 口 ＭＰ ； Ｔ ８公路排水设计 规 范选择 路 面结构 排水 系统 的布设 方案 、 ０ 力， ａ 厂 为水泥混凝土 弯拉强 度标 准值 ， ａ ｙ 为 可靠 度系 确定排水设施 的构造尺寸和材料要求 ； ） ＭＰ ；， ＭＰ ； ｒ ６ 为控制路 基 的不均 匀变
．
２ ３ 路 面结构 组合设 计 ．
结果表 明， 导致路面过早损坏及使 用寿命远 低于设计 年限 的主要
冲刷 ；） ４ 接缝填缝料 失效 ； ） ５ 路面结构 内部积水 ； ） ６ 路基不 均匀沉
［］ ＧＤ ０ ０２公路水泥混凝土路面设计规范［］ Ｊ ４— ０ ， Ｔ ２ ｓ．
通 出版社 ，０ ３ １ —９ ２ ０ ．７１ ．
维普资讯
２００６年 １１月
第３ ２卷 第 ２ １期
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖ０． ２ ＮＯ ２１ １３ ．
Ｎ ｖ ２０ ｏ． ０６
・２ ５ ・ ８
文 章 编 号 ：０ ９６２ （０ ６ ２ —２ ５０ １０ —８ ５２ ０ ） １０ ８ —３
异性 ， 修订 了基层 和垫层的 回弹模量参 考值及 旧规范按 照 自然 区 此在今后发展 中期 望能够实现理论方法 与实际相结合 ， 成更为 形 划提供材料参数参考值 ， 这反映 了我 国水泥混凝 土路 面施工及 质 完善 的设计方法 ， 使混凝土路 面的技术水 平提高到新的层次 。 量控制水平 的提高 。此外 ， 新规 范还 明确规定 了各结 构层 材料 的 参考文献 ： 选取 ， 细化 了材料 组成及性质参数要求 。 ［ ］Ｔ １—４ 公路 水泥混凝土路 面设计规 范［ ］ １Ｊ Ｊ ２９ ， ０ Ｓ
地基沉降计算方法
地基沉降计算方法地基沉降是指地面或建筑物由于地基受力而发生的下沉现象，是土木工程中一个重要的问题。
地基沉降的计算方法对工程设计和施工具有重要意义。
下面将介绍几种常用的地基沉降计算方法。
一、经验法。
经验法是指根据历史工程经验和实测数据进行估算的方法。
在没有详细的地质勘探和试验数据的情况下，可以通过查阅类似工程的实测数据，结合工程地质条件和地基工程特点，进行估算。
经验法计算简单快捷，但精度较低，适用于初步设计阶段。
二、解析法。
解析法是指根据土力学理论和数学方法，通过对地基土体的力学性质进行分析和计算，得出地基沉降的方法。
解析法需要建立地基土体的本构模型，考虑地基土体的应力-应变关系，通过数学计算得出地基沉降的结果。
解析法计算精度较高，适用于对地基沉降要求较高的工程。
三、有限元法。
有限元法是指利用有限元分析软件，将地基土体离散成有限个单元，通过数值计算得出地基沉降的方法。
有限元法考虑了地基土体的非线性和非均质性，可以较为准确地模拟地基沉降的过程。
有限元法适用于复杂地基条件和大型工程的地基沉降计算。
四、监测法。
监测法是指通过实测方法，利用沉降仪、水准仪等设备对地基沉降进行实时监测和记录，得出地基沉降的方法。
监测法可以直接观测到地基沉降的实际情况，是一种直观、准确的计算方法。
监测法适用于对地基沉降要求较高的工程，也可以用于验证其他计算方法的结果。
以上是几种常用的地基沉降计算方法，不同的方法适用于不同的工程情况。
在工程设计和施工中，需要根据实际情况选择合适的计算方法，以保证工程的安全和稳定。
同时，对于复杂的地基条件和大型工程，也可以采用多种方法进行综合计算，以提高计算结果的准确性和可靠性。
地基固结沉降的随机有限元分析
地基固结沉降的随机有限元分析地基固结沉降是指由于地下土层的压缩和沉降而导致地表或建筑物下沉的现象。
它是土力学和地基工程领域的一个重要研究课题，对于建筑物的安全性和稳定性具有重要影响。
随机有限元分析是一种基于概率论和数值方法的分析手段，可以有效地模拟和预测地基固结沉降的随机性。
在地基工程中，土壤的物理性质和地下水位等环境因素的变化会导致地基固结沉降的随机性。
为了更准确地评估地基固结沉降的风险，研究人员利用随机有限元分析方法对地下土层进行建模。
首先，根据现场实测数据和经验公式，确定土壤的基本参数，如固结指数、压缩系数等。
然后，将地下土层划分为若干有限元单元，建立数学模型。
在模型中引入随机变量，如土壤的弹性模量、抗剪强度等，以考虑地下土层的非均匀性和随机性。
随机有限元分析通过随机变量的概率分布函数和相关性，模拟不同土层单元之间的相互影响和变化规律。
通过随机有限元分析，可以得到地基固结沉降的随机响应。
根据模拟结果，可以评估地基固结沉降的概率分布、均值和方差等统计特性。
同时，还可以分析不同因素对地基固结沉降的影响程度，如土层的固结指数、地下水位的变化等。
这些结果可以为地基工程设计提供有价值的参考，帮助工程师更好地预测和控制地基固结沉降的风险。
需要注意的是，在进行随机有限元分析时，需要准确地确定土壤参数和随机变量的概率分布函数。
这需要充分考虑实际工程情况和现场实测数据，并结合经验公式和专家判断进行合理的估计。
同时，随机有限元分析也需要考虑模型的计算精度和计算量等问题，以确保分析结果的准确性和可靠性。
总之，地基固结沉降的随机有限元分析是一种有效的研究方法，可以帮助工程师更好地了解和预测地基固结沉降的随机性。
它在地基工程设计和风险评估中具有重要的应用价值，对于提高工程质量和保证工程安全具有重要意义。
地基沉降计算方法
地基沉降计算方法
地基沉降是指在地基承载力不足或地基土层过于松软时，地面
上建筑物或结构受到地基土层沉降的影响而产生的沉降现象。
地基
沉降对建筑物的安全性和稳定性会造成不利影响，因此对地基沉降
进行准确的计算和分析显得尤为重要。
下面将介绍地基沉降的计算
方法。
首先，对于浅基础而言，地基沉降的计算通常采用弹性理论的
方法。
根据地基土层的力学性质和地基承载力的要求，可以采用不
同的计算方法，如弹性模量法、叠加法、有限元法等。
其中，弹性
模量法是一种常用的计算方法，它通过考虑地基土层的弹性模量和
杨氏模量来计算地基沉降的大小。
叠加法则是将地基土层分层进行
分析，分别计算各层的沉降量，然后进行叠加得到总的地基沉降量。
有限元法则是通过建立地基土层的有限元模型，利用计算机进行数
值模拟，得到地基沉降的结果。
其次，对于深基础而言，地基沉降的计算方法与浅基础有所不同。
深基础通常采用桩基、承台基础等形式，地基沉降的计算需要
考虑地基土层的非线性特性和桩基与土层之间的相互作用。
在进行
深基础地基沉降计算时，需要考虑土-桩-结构相互作用的影响，采
用有限元法进行三维非线性分析，得到地基沉降的准确结果。
总之，地基沉降的计算方法在工程实践中具有重要的意义。
通过对地基沉降进行准确的计算和分析，可以为工程设计和施工提供科学依据，保障建筑物的安全性和稳定性。
因此，工程师在进行地基设计时，需要根据实际情况选择合适的计算方法，并结合工程实践进行合理的分析和计算，以确保地基沉降的准确性和可靠性。
常见的地基沉降计算方法汇总
常见的地基沉降计算方法汇总地基沉降是指地基在施工或使用过程中，由于荷载作用或其他原因，导致地基下沉的现象。
地基沉降计算是工程设计中重要的一部分，可以用于评估地基的稳定性和可靠性。
下面将介绍几种常见的地基沉降计算方法。
1.弹性地基沉降计算方法弹性地基沉降计算方法是最简单的地基沉降计算方法之一、它假设地基是一个弹性体，可以根据荷载和地基参数来计算地基沉降。
这种方法适用于比较小的荷载和地基变形。
根据弹性理论和土壤力学原理，可以采用弹性地基沉降计算公式来计算地基沉降。
2.孔隙水压剩余沉降计算方法孔隙水压剩余沉降计算方法是一种基于孔隙水压的地基沉降计算方法。
当地下水位高于地面时，土壤中存在孔隙水。
施加荷载后，孔隙水受到压缩，导致地基沉降。
该方法通过测量孔隙水压变化来评估地基沉降。
3.应力路径法应力路径法是一种基于土的物理力学特性和变形性能的地基沉降计算方法。
它考虑了土壤的应力传递路径对地基沉降的影响。
该方法适用于较复杂的地基和荷载情况，可以考虑土层之间的相互作用。
4.扣除法扣除法是一种比较实用的地基沉降计算方法。
它将地基沉降分为弹性部分和不可恢复部分，通过扣除弹性部分来计算不可恢复的地基沉降。
这种方法可以用于估计大型土木工程的地基沉降。
5.数值模拟方法数值模拟方法是一种基于计算机模拟的地基沉降计算方法。
它利用有限元分析等数值模拟技术，通过建立土体模型和施加荷载来计算地基沉降。
数值模拟方法可以考虑更复杂的地基结构和荷载情况，并提供更准确的地基沉降计算结果。
综上所述，地基沉降计算方法有弹性地基沉降计算方法、孔隙水压剩余沉降计算方法、应力路径法、扣除法和数值模拟方法等。
根据具体的工程要求和条件选择适合的地基沉降计算方法，可以评估地基的稳定性和可靠性，为工程设计提供指导。
地基沉降计算方法
地基沉降计算方法地基沉降是指土壤在承受外部荷载作用下产生的垂直位移，是地基工程中一个重要的参数。
合理的地基沉降计算方法对于工程设计和施工具有重要意义。
本文将介绍几种常见的地基沉降计算方法。
首先，一种常见的地基沉降计算方法是根据土壤力学理论进行计算。
在这种方法中，需要考虑土壤的物理性质、荷载的大小和分布以及地基的结构等因素。
通过建立合适的土壤力学模型，可以利用弹性理论或塑性理论来计算地基的沉降量。
这种方法适用于一般的地基工程设计，能够较为准确地预测地基的沉降情况。
其次，还可以采用现场观测法进行地基沉降的计算。
这种方法通过在地基施工完成后对地基进行实际观测，记录地基沉降的情况，然后根据实测数据进行分析和计算。
这种方法的优点是直接、准确，能够真实地反映地基的沉降情况。
但是缺点是需要等待地基施工完成后才能进行观测，不能提前进行预测，同时观测数据的准确性也会受到一定的影响。
另外，还可以采用数值模拟方法进行地基沉降的计算。
数值模拟方法通过建立地基的有限元模型，利用计算机软件进行模拟计算，得到地基的沉降情况。
这种方法可以考虑更多的因素，如土壤的非线性特性、地基结构的复杂性等，能够较为准确地预测地基的沉降情况。
但是这种方法需要较高的计算机技术和软件支持，同时对模型的建立和参数的选择也有一定的要求。
综上所述，地基沉降的计算方法有多种，每种方法都有其适用的场合和局限性。
在工程实践中，需要根据具体的工程情况和要求来选择合适的计算方法，以确保地基工程的安全和稳定。
同时，还需要不断地研究和改进地基沉降的计算方法，以适应不断发展的工程需求和科学技术的进步。
只有不断地完善地基沉降的计算方法，才能更好地保障地基工程的质量和安全。
基础沉降与其尺寸非线性关系的有限元分析
第２ ９卷第 ４期
２０ ０ ７年 ７月
南 京 工 业 大 学 学 报 Ｊ ＲＮＡ ＡＮＪＮＧ ＵＮＩ ＲＳＴ Ｅ ＯＵ Ｌ ＯＦ Ｎ Ｉ ＶＥ Ｉ Ｙ ＯＦ ｒ ＣＨＮＯ ＯＧ Ｌ Ｙ
Ｖｏ． ９ Ｎｏ ４ １２ ．
Ｚ ＨＡＩＨｏ ｇｆｉ Ａ ｉ— ｎ ｎ — ，Ｚ ＩＪｎ ｍｉ ｅ
（ｎｔｕｅｏ Ｇ ｏ ｃｎｃｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｎ ｎ ｎ ｎ ｅｓｙｏ ｅｈ ｏ ｇ ， ａｊ ｇ２０ ０ ，Ｃ ｉａ Ｉｓｔｔ ｆ ｅｔ ｈｉａ Ｅ ｇ ｅ ｎ ， ａｊ ｇＵ ｉ ｒ ｔ ｆ ｃｎｌ ｙ Ｎ ｎ ｎ １０ ９ ｈｎ ） ｉ ｅ ｎ ｉ ｉ ｖ ｉ Ｔ ｏ ｉ
导致承载 力使用的保 守． 中、 对 低压 缩性 的砂性土和黏性土 ２种地基进行 了变直径 的非线性数值模拟 计算与分析． 结果表 明 ， 随着基础 宽度 的增 大， 基础沉 降 非 线性 地增 大， 并逐渐 趋于平缓 ， 降宽度比 ｓＢ快速 减小并趋 于 沉 ／
０ 表 现 出显 著 的 非 线 性 ． 外 ， 给 出 了考 虑 荷 载 水 平 的 拟 合公 式 ， 结 合 工 程 实例 ， 证 了其 正 确 性 ． ， 此 还 并 验 关 键 词 ： 线 性 ； 基 承 载 力 ； 础 沉 降 ； 降 宽度 比 非 地 基 沉 中图 分 类 号 ： Ｕ ７ Ｔ ４０ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ １ ６ ７ ２ ０ ）４— ０ １ ０ １７ —７２ （ ０７ ０ ０ ０ — ６
Ａｎ ｌｓｓｏ ｎ ｉ ａ ｅａ ｉ ｎ ｈ ｐ ｂｅｗｅ ｎ ｆ ｕ ａ ｉ ｎ ｓ ｔｌｍ ｅ ａｙ ｉ ｆｎｏ ｌ ｎｅ ｒ ｒ ｌｔｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｏ ｎｄ ｔｏ ｅ ｔｅ ｎｔ ａ ｄ ｉｓｄ ｍ ｅ ｉｎ ｂ ｎ ｔ ｌｍ ｅ ｔｍ ｅ ｈ ｄ ｎ ｔ ｉ ｎｓｏ ｙ ｆ ｉｅ ｅｅ ｎ ｔ ｏ ｉ
国道地基沉降有限元实例分析
国道地基沉降有限元实例分析1.概述有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。
有限元分析方法可以利用简单而又相互作用的单元元素，用有限数量的未知量去逼近无限未知量。
尤其近年来，广大学者不停的完善有限元中各个模型的参数，使其能更加准确且广泛的应用于各个行业领域。
同时，利用有限元分析方法分析并解决土木工程上的问题也得到越来越广泛的应用。
利用有限元分析的方法来分析地基的沉降可以预测并防治地基沉降带来的危害[1]，将有限元分析方法应用在地基沉降中的重要前提是建立与当地地基沉降相符的模型，从而确保分析结果的可靠性。
本文以内蒙古110国道为依托，建立适合于分析内蒙古地区110国道的沉降有限元模型，以供对其进行改建等工程时进行相对准确的使用及分析。
内蒙古地区110国道路线带主要地貌为低山丘陵、熔岩台地和盆地型地貌单元，地势陡缓相接呈波状起伏。
地质构造较为单一，地基以粉土、砾砂、中砂为主，软土地基段较少且软土段土层较浅。
其地基土黏聚力c=4.77～35.38Kpa，内摩擦角φ=1.06～31.10°。
本文主要以此段国道常见地质条件分析，软土地段施工时已采取换填等施工技术，故不单独考虑。
2. 分层总和法计算地基总沉降2.1几点假定分层总和法是将地基土分成若干一定厚度的水平土层，先计算每层土体的压缩量S，最后将各层累计作为总的土体沉降量。
但是，在应用分层综合法计算沉降量的时候为了应用相关附加应力公式以及室内压缩试验的数据指标，需要对地基土体作下列假定：（1）地基土为一均匀、等向的半无限空间弹性体；（2）地基土的变形条件，为侧限条件；（3）沉降计算的深度，理论上应计算至无限深，实际情况中附加应力扩散随深度而减小，根据压力减小情况，本文计算至30米深度。
2.1分层总和法计算过程分层总和法在计算沉降量时只能对某点进行计算，本文在计算时选取了地基沉降量最大的点，即路基中心处对应的地基进行沉降量计算。
地基沉降大变形有限元分析的几何刚度效应
地基沉降大变形有限元分析的几何刚度效应地基沉降大变形有限元分析的几何刚度效应随着现代经济的发展，建筑领域的发展越来越快，因此对于建筑工程的稳定性和安全性的要求也得到了越来越高的关注。
地基沉降是建筑结构稳定性和安全性的重要因素之一。
而几何刚度对于地基沉降大变形有限元分析起着重要的作用。
本文将探讨几何刚度效应在地基沉降大变形有限元分析中的作用。
一、地基沉降大变形有限元分析地基沉降大变形有限元分析是一种广泛应用于建筑结构工程中的模拟计算方法。
它采用数值方法对建筑结构在地基沉降中出现的各种变形过程进行了仿真和计算。
通过建立精细的数学模型，利用有限元分析软件对分析结果进行处理和分析。
二、几何刚度效应几何刚度是指当结构发生变形时，由于构件自身的形态和排列而存在的相互影响的抵抗能力。
简单来说，几何刚度是指构件在变形过程中所呈现的“僵硬”程度。
几何刚度效应对于土木工程结构的安全性和稳定性有着至关重要的影响。
三、几何刚度效应对于地基沉降大变形有限元分析的影响在进行地基沉降大变形有限元分析时，由于地基沉降过程中结构可能会出现较大的变形，因此我们需要考虑几何刚度对分析结果的影响。
1、降低结构的变形几何刚度的增大会降低结构在地基沉降过程中的变形程度，而减小几何刚度则会增加结构的变形。
因此，在进行有限元分析时，对于不同的结构类型应当根据其几何刚度参数进行调整，使得分析结果更为准确。
2、影响结构的变形分布随着结构的变形，不同构件之间会出现相互影响，这也意味着结构变形的分布不是均匀的。
这时如果不考虑几何刚度效应，可能会导致分析结果出现偏差。
因此，在进行分析时应当注重几何刚度的影响。
3、影响结构的自由度几何刚度的影响还有一个方面，即它会影响结构的自由度。
如果几何刚度增大，结构自由度将会降低；如果几何刚度减小，结构自由度将会增加。
而本文的主题是在地基沉降大变形有限元分析中考虑几何刚度的影响，则需要确保分析结果中结构的自由度是符合预期的。
有限元方法在基础沉降计算中的应用及工程实例
有限元方法在基础沉降计算中的应用及工程
实例
有限元方法在基础沉降计算中的应用及工程实例
有限元方法是一种分析复杂结构问题的数值解法，它可以用于计算建筑物和地基之间的水力平衡。
本文旨在介绍有限元方法在基础沉降计算中的应用及相关的工程实例。
首先，在基础沉降计算中，有限元方法是一种重要的数值解法，特别适用于复杂的地质结构和土体性质的情况，可以对土层的支撑效果进行准确的计算。
根据有限元原理，所有土体可以被划分成更小的有限单元，并以此来代表计算中的空间位置。
该方法可以更加准确地计算土体的各个部分的应力及变形，从而估算出沉降量。
其次，有限元方法在基础沉降分析中的应用不仅能确定沉降量，而且还能准确分析地基在荷载作用下的变形状态，从而有利于维修和改善软土地基。
以上海市某基础桩基础改造工程为例，该工程使用了有限元方法来对陆地开埭及周边环境进行分析，结果显示沉降量最大可达到20mm以上，一般沉降量在6~10mm之间，但这并不影响基础改造工程的正常施工。
此外，目前有限元方法已经得到了广泛的应用，其中包括深埋桩基础沉降分析、岸壁沉降分析、多层结构分析、斜坡稳定分析等。
比如重庆市一个桥梁工程，工程师使用有限元方法对桥墩进行了沉降分析，根据有限元分析结果，可知桥墩沉降量可在2.4mm左右，比根据现场试验结果得到的沉降量更接近实际情况。
最后，有限元方法在基础沉降计算中有着广泛的应用，能够更准确地计算沉降量和土体的变形状态，并且可以更好地评估地基的稳定性。
然而，有限元方法仍有些限制，比如无法准确模拟岩石地基的变形及沉降量，也不能解决桩眼内土体的塑性变形及施工沉降量等问题，因此，有限元分析仍然需要与现场实验结合起来，以确保分析结果的准确性。
设备基础沉降监测与分析研究
设备基础沉降监测与分析研究在大型建筑和基础工程中，沉降是一个不可避免的现象。
沉降是地面或结构物下沉的过程，通常由土壤的压实、水分变化或地下工程的施工引起。
沉降监测和分析是一项重要的工作，可以帮助工程师了解土壤和结构物的行为，并确保工程的安全和稳定。
设备基础沉降监测是一种常用的方法，通过在设备基础上安装测量设备来监测沉降情况。
这些测量设备可以是传感器、测斜仪或测量仪器，能够测量地面或结构物的沉降量。
监测数据被记录下来，以便进行后续的分析和评估。
对于设备基础沉降的监测，有几个关键的方面需要考虑。
首先是测点的选择。
测点的位置应该代表整个区域的沉降情况，并且要能覆盖到潜在的问题区域。
其次是测点的数量和密度。
测点的数量越多，可以提供更准确和全面的数据，但也增加了监测和分析的工作量。
因此，需要在准确度和效率之间进行平衡。
设备基础沉降监测的数据分析是一个关键的步骤。
通过分析监测数据，可以了解沉降的原因和模式。
如果发现沉降超过了设计限制，需要进一步的调查和评估。
常用的分析方法包括数据趋势分析、地质勘探和数值模拟等。
这些方法可以帮助工程师识别问题，并采取适当的措施来解决。
除了设备基础沉降监测，还有其他一些常用的监测方法。
例如，土壤测试、地下水位监测和结构变形监测等。
这些监测方法可以提供更全面和全面的信息，以便评估土壤和结构物的状况。
沉降监测和分析对于工程设计和建设非常重要。
它可以帮助工程师评估工程的稳定性和安全性，并采取适当的措施来减少沉降的影响。
此外，沉降监测和分析还可以为建设期间的施工管理和质量控制提供数据支持。
总的来说，设备基础沉降监测和分析是一项重要的工作。
它可以提供有关土壤和结构物行为的信息，以便工程师做出正确的决策。
在建设过程中，及时的沉降监测和分析可以帮助工程师及早发现问题并采取适当的措施解决。
通过合理的监测和分析，我们可以确保工程的安全和稳定。
地基沉降大变形有限元分析的几何刚度效应
地基沉降大变形有限元分析的几何刚度效应
地基沉降大变形有限元分析的几何刚度效应
摘要：随着技术的发展，大变形有限元法在地基沉降分析中的应用也越来越广，几何刚度效应作为大变形有限元分析的基本概念。
在本案，笔者简要阐释了大变形有限元法，并基于算例分析基础上，探析了地基沉降的几何刚度效应。
关键字：地基沉降大变形有限元法几何刚度效应
地基作为建筑工程的保障性工程之一，其施工质量将直接影响到上部建筑物的稳定性及使用寿命等，但因众多建筑工程地基为土性较差的软土地基，且因此引发沉降大变形的安全事故时有发生。
地基沉降大变形势必会对建筑物造成直接性或间接性的影响，且修补工作难度系数相当大。
在对地基沉降大变形分析方面，因连续介质大变形固结理论自身存在一定复杂性，则较具可行性的分析方法就属以有限元法为主的数值方法。
在本案，笔者将从各个角度对地基沉降大变形有限元分析的几何刚度效应进行阐释。
一、大变形有限元方程与几何刚度效应
应用较为普遍的大变形控制方程及大变形有限原方程均基于士
力学符号推导所得，相对于其他大变形控制方程及大变形有限原方程，由士力学符号推导而来的方程式未简化位移-应变几何关系，这一特征在几何刚度效应中发挥着不容忽视的作用。
地基沉降大变形增量fem函数式可表达为：
上述方程式中，——t时刻内总应力场等效节点力矢量；——有限元系统刚度矩阵；——单元节点未知量矢量；——t+δt时刻内。
有限元法在基础不均匀沉降引起的结构受损分析中的应用
有限元法在基础不均匀沉降引起的结构受损分析中的应用赵志高【摘要】建筑基础的变形以及由于基础不均匀沉降引起的上部结构受损情况很难用常规手段进行预测.文章结合现场实测数据,运用有限元分析方法,对某机车室基础不均匀沉降导致的结构受损情况进行建模和分析,查明了引起结构受损变形的主要原因,并对其分析结果进行了验证.【期刊名称】《南通职业大学学报》【年(卷),期】2010(024)004【总页数】3页(P114-116)【关键词】建筑基础;不均匀沉降;结构受损;有限元法;分析【作者】赵志高【作者单位】扬州工业职业技术学院建筑工程系,江苏扬州225127【正文语种】中文【中图分类】TU47建筑结构的基础不均匀沉降是常见的质量问题，如不及时处理，将严重危及整体结构的安全。
同时，在基础不均匀沉降事故发生后，除需对基础加固外，还应考虑基础的不均匀沉降对上部结构产生的影响，进行整体结构的受损情况分析，从而保证整体结构的安全[1]。
近年来，随着计算机技术的发展，数值模拟分析在处理工程结构稳定性中的应用越来越广泛，而且其分析的精度也越来越高，本文将用有限元法来分析某工程基础产生不均匀沉降的原因。
1 工程概况某工业园区北侧，分布有F1、F2两翻车机室，其本体结构±0 m以下轴线尺寸为：东西长30 m，南北宽29.7 m，筏板基础，基础底标高为-18.27 m，底板厚度为1.4 m，地下共分三层。
F1、F2翻车机室东侧控制室为四层混凝土框架结构，分别为+3.58 m、+7.78 m、+14.08 m、+19.2 m，建筑面积750 m2。
基础底地基为原红色粘土及砂土层，其中，东侧控制室下地基土为砂夹石回填土，配合比为7∶3，回填高度为8.56 m（-11.66～-3.1 m），地基承载力标准值为200 kPa[2]。
在施工过程中，对原F1、F2翻车机室控制室基础进行了变更，加大柱下独立基础截面，取消了F1翻车机室控制室原柱下基础与本体结构连接的地梁，并在控制室1/3范围内留置后浇带。
某设备基础沉降原因分析及处理方法
第17卷第4期 土 工 基 础 Vol.17 No.4 2003年12月 Soil Eng. and Foundation Dec. 2003收稿日期：2003-04-03作者简介：王子辉，男，1967年生，1995年毕业于哈尔滨建筑大学结构工程专业，现为硕士，主要研究方向为地基处理和基坑工程。
某设备基础沉降原因分析及处理方法王子辉， 时向东， 邢纪波(烟台大学土木系， 山东 烟台 264005)摘 要： 对一设备基础沉降事故的原因进行分析，认为导致沉降的直接原因在于回填质量不符合设计要求，不能满足压实填土地基的要求。
根据现场地质情况，采用深层搅拌桩进行地基加固，形成复合地基，从而满足设备荷载对地基承载力的要求，达到加固、稳定的目的。
关键词： 压实填土地基， 回填土， 压实系数， 深层搅拌桩中图分类号： TU 471 文献标识码： B 文章编号： 1004-3152(2003)04-0041-03 当原始地面标高较低时，因建筑物地面标高的要求，常常先在原有场地上作一层回填土，再作基础和上部结构。
对于建筑物内的设备基础，当基底压力较小且无震动荷载时，一般以经过压实的回填土作为地基，回填土材料及压实系数由设计者提出要求，施工时应严格按设计要求进行分层夯填，但监理单位及施工单位认为设备荷载不大，未能按设计要求进行施工质量控制，结果往往产生重大损失。
本文通过介绍烟台开发区某污水处理站设备基础沉降原因的分析及处理措施，说明回填质量不容忽视。
1 工程概况烟台开发区某污水处理站设备基础在上部钢制罐体安装完毕后，采用水加载试运行，当水荷载接近设计最大荷载1200 kN 时，突然发生较大整体均匀沉降，试验人员随即排水，降低基础负荷，但 基础已出现较大沉降，沉降量达75 mm 。
该污水处理站所在天然场地平坦但地势较低，因室内标高要求在场地内均匀铺设后又夯实填土，填土厚度为 5 m ，设备基础就直接放置在回填土上，天然土层情况见表1。
地基承载力和埋深的关系选择题
地基承载力和埋深的关系选择题【最新版】目录1.地基承载力与基础埋深的关系2.基础埋深对地基承载力和沉降的影响3.确定基础埋深应考虑的因素4.基础埋深与荷载大小和性质的关系5.实际工程中基础埋深的确定方法正文地基承载力与基础埋深的关系地基承载力是指地基所能承受的最大荷载，而基础埋深是指基础底部距离地面的深度。
地基承载力与基础埋深之间存在密切的关系。
基础埋深对地基承载力和沉降有着重要的影响。
基础埋深对地基承载力和沉降的影响基础埋深增大可以提高地基承载力，这是因为埋深增大可以增加基础的承压面积，从而分散荷载，降低基础所承受的压强。
同时，埋深增大还可以减少基础沉降，因为埋深增大可以使基础底部更好地嵌固在土体中，提高基础的稳定性。
确定基础埋深应考虑的因素确定基础埋深时，需要综合考虑以下因素：1.建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的形式和构造。
2.作用在地基上的荷载大小和性质。
3.工程地质和水文地质条件。
4.相邻建筑物的基础埋深。
5.地基土冻胀和融陷的影响。
基础埋深与荷载大小和性质的关系基础埋深与荷载大小和性质密切相关。
荷载越大，基础埋深就越深；荷载性质不同，对基础埋深的要求也不同。
例如，对于静载荷，基础埋深可以相对较浅；而对于动载荷，基础埋深则需要较深。
实际工程中基础埋深的确定方法在实际工程中，确定基础埋深的方法通常分为两种：一种是根据经验公式和规范进行估算；另一种是根据实际土质条件和荷载情况进行深入分析，采用有限元法等计算方法确定。
总之，地基承载力与基础埋深之间有着密切的关系。
在确定基础埋深时，需要综合考虑建筑物的用途、荷载大小和性质、工程地质和水文地质条件、相邻建筑物的基础埋深以及地基土冻胀和融陷的影响。
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图１ 基础土层剖面
如表 １ 。其 中土 的参 数 来 自现 场勘 探 报告 。Ｃ ５混凝 土 和铸 铁 的参 数 来 自有关 设 计 规范 。 ２
１ 精 密 设 备 基 础 沉 降 问题 分 析 的模 型
有 一 台精 密 加工 机 械 ，水 平轴 长 达 ２ ０ｍ。该机 械有 严 格 的精 度要 求 ，要 求 基 础 的 不 均 匀 沉 降 小 于 ００／ ００ ．３１ ０ ，机械 的运 动部 件移 动 时 ， 座 的垂 直 位 移 应 小 于 ０ ０ ｍ。根 据 机 械 精 度 的 要 求 ，需 较 精 机 ．２ｍ
中图分类 号 ： Ｐ １ ．５ ３５２ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １０ — ８ ２ ０ 】 ３０４ —４ ０ ３ ８ Ｘ（０ ２ ０ —０ ５０ ６
０ 前 言
岩 土地 基 上 的建 筑物 在 建成 后 的一 段 时间 内 会发 生一 定 的沉 降 。这 是 由 于地 基 在 压 力 作用 下 产 生 了压缩 变 形 。 压缩 变 形 包括 弹性 和塑 性两 部 分 ， 在地 基有 较 大不 均 匀沉 降 时 ，就 会产 生 塑性 变形 ， 而 影 响 到 建 从
黄 永林 ，顾 小 宁 ，孟 建 闽 ，王 轩 鹤
（ 苏 省 地 震 工 程 研 究 院 ， 苏 南 京 ２０ １ ） 江 江 １０ ４
摘 要 ： 采 用 弹 性 有 限 元 方 法 计 算 了 设 备 对 地 基 的附 加 应 力 ， 据 土 力 试 验 数 据 验 算 了 地 基 韵 沉 降 ， 根 完 成 了要 用 专 门 的 土 力 学 程 序 分 析计 算 的 工 作 ， 到 满 意 的 结 果 。本 文 的 工 作 对 于 精 确 分 析 基 础 沉 降 有 得 借鉴作 用。 关 键 词 ： 基 础 沉 降 ； 精 密 设 备 ； 有 限元
沉降 。
我 们在 工程 中曾遇 到 过这 样 的高精 度 现 代加 工设 备 引起 的地基 沉 降 问题 。由于工 期 和计 算 程 序 工 具 的限 制 ， 用 弹性 有 限元 方 法计 算 了设 备 对 地 基 的 附 加 应 力 ，根 据 土 力试 验 结 果 验 算 了地 基 的 沉 采 降 ，由此 结果 作 出 了地 基 的设 计 。这 相 当 于在 分析 的 每一 步 骤 采用 合理 的 计算 分 析 方 法 。虽 然 这 样 做 的过 程繁 复 了一点 ，但 也可 以得到 令人 满 意 的结 果 。本 文用 简 化后 的 资料 叙 述 了这 个过 程 。 本 文 的工 作对 于 精确 分 析基 础 沉降 有借 鉴 作用 。
收 稿 日期 ： ０ １ ９ ｌ ； 修 订 日期 ： ０ １１．２ ２ ０ — 一８ ０ ２ ０ —０２ 作 者 简 介 ：黄 永 林 （９ ５ ，男 ， 苏 省 地 震 工 程 研 究 院 ，副 研 究 员 。 １ ５ 一） 江
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４ ６
地
震
学 刊
。 而．０ 。 ８６ １
２ ２卷
Ｄ２ １． ８６ ０
确地 分 析 基础 的 沉 降 。
面 如 图 １ 示 。地基 上 有厚 度 约 ０ ２ 的 Ｃ ５混 凝 土 地 坪 ，可将 所 ．５ｍ ２ 其 简化 为 弹性 半 空 间上 的 有 限连续 梁 问题 ， 座 上 的 工 作部 件 作 机
取 改善 地 基 的相 应 工程 措 施 或 改 变 上 部 结 构 物 的设 计 ，使 地 基 变形 在 容 许 的 范 围 内 ，保 证 建 筑 物 安
全。
有较 长 水 平轴 且 有高 精度 要 求 的现 代加 工设 备 对地 基 沉 降也 有严 格 的要 求 ，经 常需 要 计 算 设 备 自 重 引起 的地 基沉 降 。这样 的地 基 沉 降计算 直 接 采用 地基 规 范 中的方 法 是 不 能 满 足 要求 的 。需 要 用 专 门 的土 力 学 沉 降分 析程 序 进 行 分 析 计 算 。这 些 专 门程 序通 过 建 立 合 理 的 力 学 模 型 ，采 用 如 理 论 半 空 间 解 、 分 法 或 有 限元法 求解 地 基 中 的应 力 ， 根据 土 的 固结理 论 模 型 和 弹 塑 性 力学 模 型 分 析 地 基 土 的 差 再
该精密加工机械的机座是水平放置在地坪上的。 地基土层剖 ｌ８．３Ｏ
为 梁 上 的集 中荷 载 。问题 的 力学模 型 如 图 ２所 示 。
ｌ ．６ ５ ｏ
机座
砼地坪
＝二＝］
③一１ 粉 质粘 土
／
＠ 一２
粉质粘土
图 ２・简 化 后 的 力 学 模 型
将 简化 后 的力 学模 型 表达 为 平 面应 力 问题 ， 用 有 限 元 方 法 采 计 算 该设 备 对 基础 的 附加 应 力 。图 ３是 划 分 的有 限 元 网格 的 左 半 部 分 ， 半 部分 与 其 对 称 。计 算 数 据 采 用 ９节 点 平 面 等参 元 。混 右 凝 土 与设 备 机座 部 分 的单 元依 连 接关 系凝 聚为 ５节 点 或 ４节 点 单 元 。共 划分 为 ４ ３个 节 点 １７个 单 元 。４种 材 料 的 力 学 参 数选 取 ２ １
筑 物 的正 常 使 用 ，引起某 些 部 位开 裂 、 斜 、 至倒 塌 。因此 ，为 了保 证 建 筑 物 的 安 全 和 正 常使 用 ， 倾 甚 对
于 软弱 地 基 或 比较 重要 的建筑 物 ， 设 计 时必 须计 算其 可 能 产 生 的最 大 沉 降 量 和 沉 降 差 。必要 时需 采 在
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第 ２ ２卷 第 ３期
地
震
学
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Ｖｏ ． Ｎｏ． １２２ ３
Ｓ ｐ． ０ ２ ｅ ２ ０
２０ ０ ２年 ９月
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ Ｓ ｉｍｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｏ ｅｓ ｌｇ
用 通 用 有 限 元 程 序 分 析 精 密 设 备 基 础 沉 降 的 方 法