地基变形的类型
各种地基的变形模量
各种地基的变形模量全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：地基是指建筑物或其他工程的基础部分，用以承受和传递建筑物的重量和各种荷载。
地基的变形模量是指地基材料在受力作用下发生变形的能力，是衡量地基稳定性和承载能力的重要参数。
不同类型的地基材料有着不同的变形模量，下面我们就来了解一下各种地基材料的变形模量。
1. 砂土砂土是一种颗粒直径在0.05-2mm之间的颗粒土壤，主要成分是石英、长石、云母等矿物。
砂土的变形模量通常在20-60MPa之间，属于中等硬度的地基材料。
砂土的变形模量受土壤密实度、含水量等因素的影响较大，一般情况下，砂土的变形模量随着土壤密实度的增加而增大。
地基的变形模量是衡量地基稳定性和承载能力的重要参数。
不同类型的地基材料有着不同的变形模量，在设计和施工过程中需要根据具体情况选择合适的地基材料，以确保工程的安全和稳定。
希望以上内容对您有帮助！第二篇示例：地基工程是建筑工程中的重要组成部分，地基的质量和稳定性对整个建筑物的安全和正常使用起着至关重要的作用。
地基的变形模量是一个重要参数，它描述了地基材料在承受外力作用下的变形性能。
不同类型的地基材料具有不同的变形模量，了解各种地基的变形模量有助于工程设计和施工过程中的合理选择。
一、粘土地基的变形模量粘土地基是最常见的地基类型之一，其变形模量取决于粘土的含水量、密实度、孔隙率等因素。
一般情况下，干燥密实的粘土地基的变形模量较高，湿润的粘土地基则变形模量较低。
粘土地基的变形模量通常在50-300MPa之间，但在不同地区或不同季节可能存在较大的差异。
岩石地基是最坚固的地基类型之一，其变形模量通常在500-2000MPa之间。
岩石地基的变形模量主要受岩石类型、岩性、岩石结构等因素影响。
一般来说，花岗岩、石灰石等高硬度的岩石地基的变形模量较高，而页岩、泥岩等较软的岩石地基的变形模量较低。
第三篇示例：地基的变形模量是指地基材料在受力情况下发生变形时所需的应力与变形之间的比值，也可以理解为地基材料对外部载荷作用下的变形特性。
地基变形的类型课件
地震影响
地震产生的震动可能导致 地基变形，特别是对于软 土地基和不良地质条件下 的建筑物。
预防措施
合理选择施工方法
根据工程实际情况，选择合适的 施工方法，确保施工安全和质量
。
优化施工顺序
合理安排多层建筑物的施工顺序 ，确保各层之间的作用力平衡。
加强监测与检测
对施工过程和建筑物使用过程中 进行监测和检测，及时发现和处
总结词
车辆荷载影响
详细描述
高速公路通车后，大量车辆荷载反 复作用，对地基产生持续压力，可 能导致地基沉降。
案例三：某矿区的地面塌陷问题
总结词：采空区未及时处理 详细描述：矿区开采过程中，采空区 如未及时进行处理或处理不当，易导
致地面塌陷。
总结词：地下水过度开采
详细描述：矿区地下水过度开采，导 致地下水位下降，土层失去水分支撑 ，引发地面塌陷。
水平变形
水平变形是指地基在水平方向上发生的变形，通常表现为地基的横向扩张或收缩 。这种变形通常由土层的不均匀沉降、地下水位变化或相邻建筑物的影响等因素 引起。
水平变形可能会导致建筑物出现裂缝、倾斜或扭曲，影响建筑物的安全性和正常 使用。因此，在设计和施工过程中，应充分考虑地基的水平变形，采取相应的措 施进行预防和控制。
地基变形的影响因素
地质条件
地基土的物理性质、力 学性质、地下水位等因 素对地基变形有重要影
响。
荷载作用
建筑物自重、地面堆载 、车辆振动等外部荷载 作用会导致地基变形。
施工因素
施工方法、土方开挖、 桩基施工等施工因素可 能影响地基稳定性，进
而导致变形。
环境因素
地下水变化、气候条件 、相邻建筑物的影响等 环境因素也可能导致地
基础工程简答题
基础工程简答题1、简述地基、基础的概念？地基变形的类型？答：地基：建筑物下方承受建筑物的荷载并维持建筑物稳定的岩土体。
基础：建筑物最下端与地基直接接触并经过了特殊处理的结构部件。
地基变形的常见类型有：沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜等。
2、解释柱下钢筋混凝土独立基础的冲切破坏？答：在局部或集中荷载作用下，当钢筋混凝土板內斜截面的拉应力超过混凝土的抗拉强度时，将产生斜拉破坏，钢筋混凝土独立基础在竖向荷载作用下也会发生类似的破坏现象，称为冲切破坏。
3、确定浅基础埋深时应遵循哪些原则，应主要考虑哪几方面的因素？答：遵循原则：1）满足基础最小埋深的要求，保证基础不受地表不稳定土的影响、季节性冻账的影响。
河流冲刷的影响。
2）选择力学性质较好的持力层。
3）尽量将基础置于地下水位以上，降低施工难度。
考虑因素：1）建筑物的结构条件和场地环境条件；2）地基的工程地质和水文地质条件；3）季节性冻土地基的最小埋深。
4、解释文克勒地基模型的含义以及该模型的适用范围？弹性半空间地基模型含义？两者相比各自的优缺点？答：该地基模型是由捷克工程师文克勒（Winkler）于1867年提出的，该模型认为地基表面上任一点的的竖向变形s与该点的压力p成正比，地基可用一系列互相独立的弹簧来模拟，即：p=ks ，式中k为基床系数或称地基系数。
当地基土的抗剪强度相当低或地基的压缩层厚度比地基尺寸小得多，一般不超过基底短边尺寸的一半时，采用文克勒地基模型比较适合。
弹性半空间地基模型是把地基视为均质、连续、各向同性的半空间弹性体，在基地压力作用下，地基表面任一点的变形都与整个基底的压力有关。
文克勒地基模型特点：土体中无剪应力；基底变形只发生在基底范围以内；地基反力分布图的形状与地基表面的竖向变形图相似；形式简单、便与分析。
弹性半空间地基模型能反映地基应力和变形向基底周围扩散的连续性，但扩散范围往往超过地基的实际情况，计算所得的竖向变形及地表的变形范围常大于实际观测结果，此外，E和v两个参数，特别是v不容易准确测定。
(完整版)《建筑地基基础设计规范》
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）新内容有关调整部分：新规范于2002年4月1日启用，原规范（GBJ7-89）于2002年12月31日废止；新规范规定必须严格执行的强制性条文共27条，具体分配为：第3章有2条、第5章有4条、第6章有3条、第7章有3条、第8章有9条、第9章有3条、第10章有4条；新规范主要修订内容是：明确了地基基础设计中承载力极限状态和正常使用极限状态的使用范围和计算方法；强调按变形控制设计的原则，满足建筑物使用功能的要求；细化岩石分类和地基土的冻胀分类；增加有限压缩层地基变形和回弹变形计算方法；增加岩石边坡支护设计方法；增加复合地基设计方法；增加基坑工程设计方法；增加地基基础检测与监测内容；取消了壳体基础设计的规定。
新规范第1.0.2条中明确规定：地基基础设计，必须坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则；根据岩土工程勘察资料，综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素，精心设计。
新规范第1.0.4条中明确规定：在设计时，荷载取值应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009）的规定；基础的计算尚应符合现行国家标准《砼结构设计规范》（GB50010）和《砌体结构设计规范》（GB50003）的规定。
强制性条文部分：第3章“基本规定”之强制性条文：第3.0.2条：根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定：所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定；设计等级为甲级、乙级的建筑物（地基基础设计等级分类参见表3.0.1），均应按地基变形设计；注：场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物；次要的轻型建筑物，被定为丙级建筑物。
表3.0.2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算：地基承载力特征值小于130Kpa，且体型复杂的建筑；在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。
土力学与地基基础知识点整理
地基基础部分1。
土由哪几部分组成?土是由岩石风化生成的松散沉积物，一般而言,土是由固体颗粒、液态水和空隙中的气体等三部分组成。
2。
什么是粒径级配？粒径级配的分析方法主要有哪些？土中土粒组成，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总质量的百分数)来表示，称为土的粒径级配。
对于粒径小于或等于60mm、大于0.075的土可用筛分法,而对于粒径小于0。
075的土可用密度计法或移液管法分析。
3.什么是自由水、重力水和毛细水？自由水是存在于土粒表面电场范围以外的水,它可以分为重力水和毛细水。
重力水存在于地下水位一下的土骨架空隙中，受重力作用而移动，传递水压力并产生浮力。
毛细水则存在于地下水位以上的孔隙中,土粒之间形成环状弯液面，弯液面与土粒接触处的表面张力反作用于土粒，成为毛细压力，这种力使土粒挤紧，因而具有微弱的粘聚力或称为毛细粘聚力。
4.什么是土的结构？土的主要结构型式有哪些?土的结构主要是指土体中土粒的排列和联结形式，它主要分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。
5。
土的物理性质指标有哪些？哪些是基本物理性质指标?哪些是换算指标?P66.熟练掌握土的各个物理性质指标的概念，并能够进行相互换算。
P7—87.无粘性土和粘性土的物理特征是什么？无粘性土一般指具有单粒结构的碎石土和砂土。
天然状态下无粘性土具有不同的密实度.密实状态时，压缩小，强度高。
疏松状态时,透水性高，强度低。
粘性土粒之间存在粘聚力而使土具有粘性。
随含水率的变化可分别划分为固态、半固态、可塑及流动状态。
8。
什么是相对密度？P99.什么是界限含水量？什么是液限、塑限含水量？界限含水率:粘性土由一种状态转换到另一种状态的分界含水率；液限：由流动状态转为可塑状态的界限含水率；塑限：有可塑状态转为半固态的界限含水率;缩限:由半固态转为固态的界限含水率。
10。
什么是塑性指数和液性指数？他们各反映粘性土的什么性质？P1011。
粗粒土和细粒土各采用什么指标进行定名?粗粒土：粒径级配细粒土:塑性指数12。
土力学基础资料
一、填空题1、从荷载开始施加并逐渐增加直至地基发生破坏，地基的变形大致经过线性变形、塑性变形和完全破坏阶段三个阶段。
2、粘性土由可塑状态转变为半固态的界限含水量称为塑限。
3．桩侧存在负摩阻力时，在桩身某一深度处的桩土位移量相等，该处称为中性点。
4、确定砂垫层的宽度时，应从两个方面考虑，一是要有足够的宽度以防止砂垫层向两侧挤出（由承载力确定），二是要满足应力扩散的要求。
5、土的变形模量E0是指土体在无侧限条件下的应力与应变的比值。
6、对于三桩承台，应按三向板带均匀配筋，最里面的三根钢筋相交围成的三角形应位于柱截面范围以内。
7、压缩系数越_大___，压缩模量越小，则土的压缩性越高。
8、在粘性土击实曲线上，峰点所对应的纵坐标值为最大干密度ρdmax,对应的横坐标值为含水量w。
9、土发生剪切破坏时，剪切破坏面与大主应力作用面成45度的夹角。
10、非饱和土体的孔隙中除水分之外，还有空气存在。
11、桩顶嵌入承台的长度，对大直径桩不宜小于100mm；中等直径桩不宜小于50mm。
12、一般情况下，土是由固相、液相和气体三相组成。
13、在填土表面无堆载作用时，根据朗肯土压力理论，无粘性土的被动土压力呈三角形分布，粘性土的被动土压力呈梯形分布。
14、岩土工程详细勘察的目的是为施工图设计及施工提供工程地质资料。
15、地基中一点自重应力的计算深度自地表起算，而附加应力自基础底面起算。
16、挡土墙的稳定性验算包括：倾覆稳定性验算和滑动稳定性验算。
17、地基变形可大致划分为三个阶段:线性变形阶段、塑性变形阶段和完全破坏阶段。
18、土的内摩擦角和土的黏聚力称为土的抗剪强度指标。
19．扩展基础一般包括无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础。
20．刚性基础设计时必须规定基础材料强度及质量，限制基础台阶宽高比、控制建筑物层高和一定的地基承载力，无需进行内力截面强度计算。
21．单桩竖向承载力的确定，取决于桩身材料的强度与变形和土的抵抗能力与变形两个方面。
简述地基变形的三个阶段
简述地基变形的三个阶段
地基变形的三个阶段分别是压密阶段、剪切阶段和破坏阶段。
1.压密阶段：在这一阶段，土中各点的剪应力均小于土的抗剪强度，土体处于弹性平衡状
态。
2.剪切阶段：在这一阶段，地基土中局部范围内的剪应力达到土的抗剪强度，土体发生剪
切破坏，这些区域也称塑性区。
随着荷载的继续增加，土中塑性区的范围也逐步扩大，直到土中形成连续的滑动面，由载荷板两侧挤出而破坏。
3.破坏阶段：当荷载超过极限荷载后，载荷板急剧下沉，即使不增加荷载，沉降也将继续
发展。
在这一阶段，由于土中塑性区范围的不断扩展，最后在土中形成连续滑动面，土从载荷板四周挤出隆起，地基土失稳而破坏。
基础埋深和地基变形的关系
基础埋深和地基变形的关系
基础埋深和地基变形之间存在密切的关系。
基础埋深是指建筑物基础底面埋入地下的深度。
地基变形是指建筑物地基由于受到上部建筑物的压力而产生的沉降变形。
在一般情况下，基础埋深越大，地基附加应力越小，地基的变形模量也越大，这有助于减少地基变形。
然而，如果遇到软弱下卧层，浅埋反而更好。
此外，《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011中规定，由于建筑地基不均匀、荷载差异很大、体型复杂等因素引起的地基变形，对于砌体承重结构应由局部倾斜值控制；对于框架结构和单层排架结构应由相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和高耸结构应由倾斜值控制；必要时尚应控制平均沉降量。
因此，在设计和施工过程中，应根据实际情况和具体要求来确定基础埋深，并考虑到地基变形的影响，以确保建筑物的安全和稳定。
四种地基变形的特点
四种地基变形的特点
地基变形是指地基所经受的形状变化，它在结构物的设计过程中以及对于现存
已建结构物的维护检测中都具有非常重要的意义。
主要有四种地基变形：沉陷、移位、拱顶形变和膨胀萎缩。
首先，沉陷是指地基表层底固结土在荷载作用下受到局部挤压，发生结构化下
降性变形。
沉陷可按发生部位区分，即偏心沉陷和均布性沉陷，它们也可由混凝土中渗透水及混凝土不均匀加载引起。
其次，移位是指地基上部由于地压或滑动等荷载作用，发生的位移变形。
当移
位发生时，可以将其定义为局部横向移动，以及垂直跳跃性变形等，它们具有回缩变形和累积变形的特性。
紧接着，拱顶变形是指由于支承混凝土结构受力不均匀，形成拱形结构时发生
的变形。
拱顶变形通常在低层结构下发生，它是一种弯曲变形，当围墙支座被外部荷载侵蚀并发生变形时，拱顶也会发生变形。
最后，膨胀萎缩是指地基均布受力引起的结构体长度变形，或者局部构件表面
如砌体受湿润后变形失稳。
膨胀萎缩形变主要受温度变化以及土体饱和度双重影响，可引起各种类型的变形现象，如扭曲、中间收缩、平面斜度等，是影响地基结构安全与稳定性的重要因素。
四种地基变形各有特点，它们在设计结构物及维护检测现存已建结构物都具有
重要的意义，值得我们进行深入了解。
崩塌变形特征-概述说明以及解释
崩塌变形特征-概述说明以及解释1.引言概述部分的内容可以包括对崩塌和变形特征的简要介绍。
可以从以下几个方面进行展开：1.1 概述崩塌和变形是地质灾害中常见的现象，对于人们的生命财产和环境造成了严重威胁。
崩塌是指地表土壤、岩石等被重力作用下发生破碎、滑动或倾斜的现象，而变形则是指地层或构造物在地质过程中发生形态、位置或结构上的改变。
了解崩塌和变形特征对于减轻灾害的影响、预测和防治具有重要意义。
本文将从崩塌特征、变形特征和相关案例分析三个方面进行论述。
首先，我们将介绍不同类型的崩塌，包括滑坡、泥石流和崩落等，探讨它们的形态特征和形成原因。
其次，我们将讨论各种变形类型，例如地层变形、岩体变形和构造物变形，了解其变形过程和影响因素。
最后，我们将通过案例分析来探讨崩塌和变形特征之间的关系，并分析其影响因素。
本文的目的旨在全面了解崩塌和变形特征的基本概念和原理，并总结相关案例的经验教训。
通过深入研究崩塌和变形特征，我们可以更好地预测、评估和防治地质灾害，为相关部门提供科学依据和决策支持。
在文章的后续部分，将总结崩塌和变形特征的重要性，并提出相应的应对措施，同时展望未来的研究方向。
通过本文的阐述，希望能够加深对崩塌和变形特征的理解，增强对地质灾害的识别和解决能力，为人们的生命财产和社会稳定提供更有效的保护。
1.2 文章结构文章结构:本文将分为三个部分进行探讨，具体结构如下：1. 引言部分：在这一部分中，将对崩塌变形特征进行概述。
首先，将简要介绍崩塌和变形的基本概念，并指出它们在地质和地理学领域中的重要性。
随后，将说明本文的目的，即探讨崩塌和变形的特征及其影响因素。
最后，给出文章的整体结构和组织安排。
2. 正文部分：该部分是本文的主体，将着重讨论崩塌和变形的特征。
首先，将详细介绍崩塌的类型，包括滑坡、落石、泥石流等，并对它们的特征进行描述和分析。
接着，将探讨崩塌形态特征，如坡度、坡面形状、岩性等，以及其在崩塌形成过程中的作用。
建筑结构地基变形处理的措施
建筑结构地基变形处理的措施（一）地基变形处理的一般方法地基变形是造成建筑物裂缝损坏、倾斜和事故的重要原因。
随着建筑物的建成, 上部荷载的增加, 地基承载力和可能产生的沉降变形值是关键问题。
地基变形特征有沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜。
要改良软弱地基土的工程特性, 一般的常用处理方法较多, 大体可分三类:1)采用挖除软弱地基, 如置换法;2)人工增强土的密度如强夯法、碾压、振动法等;3)减少孔隙水压力加速固结如排水法、挤密法等。
地基处理的目的就是要提高软弱土的强度, 保证地基稳定, 降低其压缩性, 减少地基沉降或不均匀沉降即地基变形。
减少地基变形的地基基础措施, 可从以下5个方面考虑:1)掌握土层分布情况;2)妥善处理不良地质现象;3)减少附加应力;4)充分挖掘地基潜力;5)采用合适的基础方案。
在对施工方案的筛选和优化中, 不容忽略的是, 建筑结构应主动适应地基变形, 使建筑物安全可靠且经济合理, 应是设计中首要考虑的因素且施工中应首要选择。
2.结构适应地基变形的措施1）采用合适的结构形式。
当上部结构和基础的整体刚度及强度不能适应地基变形时, 上部结构就遭致裂损。
在其他条件相同的情况下, 上部结构连同基础的整体刚度愈大, 建筑物的差异沉降就愈小, 但在上部结构和基础中产生的附加弯矩就愈大, 所以当上部结构柔性大时, 基础不宜有相当大的刚度。
水池、油罐常采用柔性底板, 目的就是使之能适应大量的不均匀沉降。
选择结构形式时, 对于由地基变形引起的结构物的整体或局部稳定问题必须引起重视。
2）建筑处理措施（1）建筑物的平面布置不宜复杂。
由于软土地基变形的特点, 建筑物的平面布置不宜复杂, 同一建筑物的各组成部分的高度和荷载不宜有过大的差别。
因为采用H 、Y 、L 等形状, 在转角交接处或层差的相邻处往往出现裂缝损坏。
（2）考虑相邻基础的影响。
在已建成的建筑物旁建造新的建筑物, 后者使前者产生附加沉降, 其速率较大, 曲率半径较小而弯曲方向相反, 往往容易使前者发生裂损;当同一建筑物的邻接部分或相邻两建筑物同时建造时, 由于相互影响而增加沉降, 其曲率半径较大, 加上建筑材料在施工初期的蠕变性质往往较能适应不均匀沉降, 故损坏情况比不同时间建造的相邻建筑物轻些。
基础工程复习名词解释问答填空
基础⼯程复习名词解释问答填空填空题：⼀、（弹性半空间地基）模型1、⽬前常⽤的属于线性变形体的地基模型是（⽂克勒地基）模型、和分层地基模型。
) )验算。
变形(沉降、结构设计⼀般要进⾏(承载⼒ ) 和 (2 、地铁隧道、护坡、⼤坝等。
（桥梁）、（道路）（建筑）3、与基础⼯程相关的⼟⽊⼯程有：、（丙）三个等级。
、（⼄）、4、地基基础设计分为（甲）（轴⼒）等效⽤。
、（剪⼒）、5、基础结构作⽤效应分析，即确定基础结构主要内⼒（弯矩）（正常使⽤极限）状态和（承载能⼒极限）、基础⼯程概率极限状态设计法分有两类状态：6 状态。
fa p ，各级<原则即（基础底⾯的压⼒⼩于地基的承载⼒特征值）7、地基基础设计原则有：ss原则即（地基及基础的变形值⼩于建筑物要求的沉降<[建筑均应进⾏承载⼒计算；] 。
值）（原位测（岩⼟⼯程勘察）资料、8、地基基础要收集的主要设计资料有（上部结构）资料、试）资料等、对由永久荷载效应控制的基本组合，也可采⽤简化规则，荷载效应基本组合的设计值按9。
≤R S=(1.35)Sk下式确定：、浅基础按受⼒性能分为（刚性）基础和（柔性）基础两类。
10⽆⼒调整基底基底反⼒分布与基础上荷载分布相同，、柔性基础随地基变形⽽任意弯曲，11)(⼤的不均匀沉降。
当荷载均匀分布时，反⼒也均匀分布，⽽地基变形不均匀，呈中间两侧⼩)显然，要使基础沉降均匀．则荷载与地基反⼒必须按中间(两侧(递减)的变形。
)的分布。
(⼤，基底反⼒分12、刚性基础在荷载作⽤下基础不产⽣挠曲，基底平⾯沉降后仍保持（平⾯）（马鞍形）:凹曲变形、、钟形、抛物线等。
布有多种形态、考虑上部结构、基础和地基的共同作⽤，使三者之间不仅要（满⾜静⼒平衡）条件，⽽13 且必须满⾜（变形协调）条件，以保证建筑物和地基变形的连续。
、按照⽂克尔模型，地基的沉降只发⽣在基底范围以内，这与实际情况不符。
其原因在于14 忽略了地基中的（剪应⼒），计算所得的基础位移和内⼒都偏（⼩）。
常见地基模型总结
常见地基模型总结常见地基模型总结地基模型是描述地基土在受力状态下应力和应变之间关系的数学表达式。
广义的讲，是描述土体在受力状态下的应力、应变、应变率、应力水平、应力历史、加载率、加载途径以及时间、温度等之间的函数关系。
通常模型有线弹性地基模型、非线弹性地基模型和弹塑性地基模型等。
一、线弹性地基模型地基土在荷载作用下，应力应变关系为直线关系，用广义胡克定律表示。
常用的有三种，温克勒地基模型、弹性半空间地基模型、分层地基模型。
1、温克勒地基模型假定地基由许多独立且互不影响的弹簧组成，即地基任一点所受力只与该点的地基变形成正比，而且该点所受的力不影响该点以外的变形。
表达式为p=k·s（式中k为地基基床系数，根据不同地基分别采用现场载荷班试验或室内三轴、固结试验获得）。
该方法计算简便，只要k值选择得当，可获得较为满意的结果，但在理论上不够严格，未考虑土介质的连续性，忽略了地基中的切应1力，按这一模型，地基变形只发生在基底范围内，而在基底范围外没有地基变形，这与实际不符使用不当会造成不良后果。
该法在地基梁和板以及桩的分析中广泛采用，如台北101大楼采用了广义温克勒地基模型。
由于该模型未考虑剪力作用，故主要使用于土层薄、结构大、土层下为基岩（剪切模量小、可压缩层薄）的地基，而上硬下软的地基不适用。
2、弹性半空间地基模型假定地基为均匀、各向同性的弹性半空间体。
采用Boussinesq公式求解。
对于均布荷载下矩形中点的竖向变形以及对于荷载面积以外的任一点的变形可以通过积分求得。
该法考虑了压力的扩散作用，比温克勒模型更合理，但未反应地基土的分层特性，且认为压力可以扩散到无限远处，造成计算的沉降量和地表沉降范围都较实测结果为大。
3、分层地基模型分层地基模型即是我国地基基础规范中用以计算地基最终沉降量的分层总和法。
该模型能较好的反应地基土扩散应力和变形的能力，能较容易的考虑土层非均匀性沿深度的变化和土的分层，通过计算表明，分层地2基模型的计算结果比较符合实际情况。
地基土中的应力与变形
• 偏心荷载作用下的基底压力简化计算（单向）
基础自重
上部荷载
e
F+G M
pmin
pmax
2、矩形面积单向偏心荷载下的基底接触应力
pk
max min
Fk
Gk A
Mk W
Fv＝P＋G
d
yc
将偏心荷载的偏心距 e Mk 代入得： x
Fk Gk
a
pk max pk min
Fk
Gk A
1
6e b
支承建筑物荷载的土层称为地基 与建筑物基础底面直接接触的土层称为持力层 将持力层下面的土层称为下卧层
F 基础
地基
G
主
持力层（受力层）
要
下卧层
受 力
层
1.自重应力 2.基底压应力 3.基底附加压力 4.土中附加应力
土中的应力分为两种：
建筑物修建之前已经存在，也称 为初始应力
自重应力——由土体自身重量所产生的应力。
• 中心荷载作用下的基底压力简化计算
中心荷载下的基础，其所受荷载的合力通过基底形心。基底 压力假定为均匀分布，此时基底平均压力 p。
pk
Fk
Gk A
Gk=γGAd（基础自重），γG=20kN/m3 A=b·l （基础底面积），d—基础平均埋深
※对于荷载沿长度方向均布的条形基础，应视为平面问题，沿长度方向 截取一单位长度，计算平均基底压力。
p0 pk pc
4、土中附加应力
• 定义：附加应力是由于外荷载作用，在地基中产 生的应力增量。
• 基本假定：一般假定地基土是各向同性的、均质 的线性变形体，而且在深度和水平方向上都是无 限延伸的，即把地基看成是均质的线性变形半空 间，这样就可以直接采用弹性力学中关于弹性半 空间的理论解答。
基坑施工过程中土体变形类型及处理措施
（二）基坑降水产生的土体变形
基坑施工过程中很容易出现许多工程状况，例如，流砂、管涌、坑壁土体的塌陷等，而基坑降水可以保障施工的安全。基坑在进行降水ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ时候，基坑周围的水位会由于平衡作用而下降，而地下水也会因为土体的渗透作用，水渗透到了基坑内，因此而使得地下水水位也会下降，但是土体的透明性就会变大，从而导致土体发生沉降变形。由于地下水渗透被破坏，所以基坑就会坍塌。
基坑施工过程中土体变形类型及处理措施
摘要：在高楼耸立的今天，建筑工程的种类多种多样，所需要的设计难度也在逐步增大。众所周知的，任何事物都需要一个好的基础，建筑更是如此。基坑是支撑建筑物重量的物体，基坑的稳定性对于建筑物的稳定性起到了非常大的作用。本文通过对基坑施工过程中土体的变形的分析，总结出几种基坑变形的类型提出了相关处理措施，并结合具体工程案例进行了具体分析。
所以，防止基坑降水产生的土体变形的措施很重要，开挖基坑时，特别需要注意的是高水位地区，一般都会有降水措施，而且特别是深基坑，降水更是非常重要的。在进行降水前，应该对周围的环境进行检测，制定合适的降水标准，以减少降水基坑四周事物的影响，避免使基坑因为降水而发生土体沉降。我们应该细心观察，合理的进行井点降水，把风险降到最低，并且设置灌水系统在降水的基坑边缘处。地下水对于基坑底部极具破坏力，所以我们应该找一些防护措施防止地下水渗透，而且还要增强土体自身的防护能力［2］。
（二）施工降水设计及施工效果
（三）变形的影响因素
基坑的变形对周围的建筑物、地下管线、构筑物以及道路的安全产生了非常严重的威胁，尤其是人流量密集的地方，更应该严格控制基坑的变形。经过研究指出，基坑变形的影响因素有：（1）基坑的地下水、气候环境、地质特征以及土的各种物理学指标；（2）基坑形状、深度及大小等；（3）基坑所在周边环境，例如有无河流水沟、有无地下建筑及周边建筑物等；（4）支护结构的种类、排列顺序等，基坑设计的平面尺寸和开挖深度等；（5）设计方案中的方法和随机应变的能力等。
深基坑工程基坑的变形和失稳
筑及设施必须确保安全
离基坑周围H范围内设有重要干线、
20
水管、大型正在使用的构筑物、建
筑物
15
离基坑周围H范围内设有较重要专 线管道，即一般建筑、设施
12
离基坑周围30m范围内设有需保护 建筑设施和管线、建筑物
监测值的 变化速率 （mm/d）
墙顶位移（cm）
墙体最大水平位移 （cm）
地面最大沉降（cm）
基坑管涌和流砂失稳
基坑隆起变形
• 每个基坑开挖后，都会有不同程度隆起现象发生，主要原 因有5个方面：
（1）由于土体挖除，自重应力释放，致使基底向上回弹； （2）基底土体回弹后，土体松弛与蠕变的影响，使基底隆起； （3）基坑开挖后，支护结构向基坑内变形，在基底面以下部
分的支护结构向基坑方向变形时，挤推其前面的土体，造 成基底的隆起； （4）粘性土基坑积水，因粘性土吸水使土体体积增大而隆起； （5）在开挖软粘土基坑时，如果支护结构背后的潜在滑动面 内土体的重量超过基坑底部地基的承载力，就会发生流土 现象，引起坑顶下陷、坑底隆起，引起基坑失稳。
后水位降低不太大，此时产生的沉降可不予考虑；但如果 水头降低过大，并且疏干的范围较小时，不均匀沉降可能 引起建筑物的倾斜、墙体开裂。 • 另一种是由于支护结构的侧向变形引起的地面沉降，且往 往是严重的。 • 前者产生的沉降是在较大范围内，一般是以深基坑为中心 的环形区域里；后者主要集中在基坑四周。基坑周边的地 面沉降往往是地下水疏干和支护结构变形叠加的结果。
基坑的变形和失稳
支护结构的变形
• 支护结构水平变形的大小，主要取决于基坑的宽度、 开挖深度、地层的性质、支护结构的刚度和入土深度。 基坑的暴露时间、设置支撑（或锚杆）的及时性和位 置、支撑预加轴力和预应力锚杆，将对减少支护结构 的变形起重要作用。
三大地基模型
文克尔地基模型原理：假定地基土表面上任一点处的变形Si与改点所承受的压力强度Pi成正比而与其他点压力无关即Pi=k Si (K：地基抗力系数）文克尔地基模型是把地基视为再刚性基座上由一系列侧面无摩擦的土柱组成，并可以用一系列独立的弹簧模拟。
特点：地基仅在荷载作用区域下发生于压力成正比例的变形，在区域外的变形为零。
基地反力分布图线与地基表面的竖向位移图形相似。
当地基刚度很大时，受力后不发生挠曲。
基底反力成直线分布，受中心荷载时则均匀分布。
缺点：实际地基是一个很宽泛的连续介质，表面上任一点的变形量不仅取决于直接作用在该点的荷载，且与整个地面荷载有关。
因此严格符合文克尔地基模型的实际地基不存在，只有对抗剪强度低，地层薄荷载基本不外扩的情况比较符合。
优点：表述简单，应用方便。
在柱下条形筏形和箱形基础设计中广泛应用。
弹簧半无限空间地基模型原理：假定地基是一个均匀连续各向同性的半无限空间弹簧体。
按布辛内斯克课题解答，弹簧半无限空间地面上作用一竖向集中力P，则半空间表面上离作用点半径为r处的地表变形值为S=（1-v*v)/(3.14E）*P/r v：泊松比E：弹性模量分布在有限面积A上强度为P的连续载荷，可以通过对基本解积分求得表面上各点的变形特点：用矩阵表示弹性半空间模型中（基地边缘压力比中间大），地基压力与地基变形的关系，它清楚表示与文克尔地基模型不同，地基表面一点的变形量不仅取决于作用在改点上的荷载，而且与全部地面荷载的关系。
对于常见情况，基础宽度比地基土层厚度小，土也并非十分软，较文克尔地基模型更接近实际情况。
缺点：其假定vE是常数，同时深度无限延伸，而实际地基压缩土层都有一定厚度，且E随深度变化而增加。
文克尔地基模型由于为考虑点外荷载作用而计算偏小。
那么半无限空间模型则夸大了地基深度与土的压缩性而导致计算偏大。
有限压缩层模型原理：把地基当成侧限条件下有限深度土层，以分层总和法为基础建立地基压缩层变形与地基作用荷载关系。
4 土的变形性质及地基沉降
z
x y k0 z
x
E0
E0
z
E0
y
E0
0
z
E0 (1 2 k0 )
k0
1
z
x
E0
y
E0
Es的定义：
z Es z
E0 Es (1 2k0 )
2 2 变形模量与压缩模量之间关系 E0 Es (1 1 )
4.1
土的压缩性
2、内因：Leabharlann （1）固相矿物本身压缩，极小，物理学上有意
义，对建筑工程来说没有意义的；
（2）土中液相水的压缩，在一般建筑工程荷载
（100~600）kPa作用下，很小，可不计；
（3）土中孔隙的压缩，土中水与气体受压后从
孔隙中挤出，使土的孔隙减小。
4.1
土的压缩性
压缩量的组成 固体颗粒的压缩
Vs＝1
1 e1 Es a
说明：土的压缩模量Es与土的的压缩系数a成反比，
Es愈大， a愈小，土的压缩性愈低。
2、压缩模量Es Es 也具有划分土压缩性高低的功能。
Es ＜4MPa 4MPa≤ Es ≤ 15MPa Es > 15MPa 高压缩性土 中压缩性土 低压缩性土
土的回弹曲线及弹性模量
土中水的压缩
空气的排出
占总压缩量的1/400不到， 忽略不计 压缩量主要组成部分
水的排出
说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果
4.1
土的压缩性
上述诸多因素中，建筑物荷载作用是 外因的主要因素，通过土中孔隙的压缩这 一内因发生实际效果。
4.1.1
基础工程浅埋基础例题
选择题根据《建筑地基基础设计规范》，计算地基承载力设计值时，需用到的土的物理指标是：（）A. 天然重度B. 饱和重度C. 粘聚力D. 内摩擦角浅基础设计时，通常不需要考虑的因素是：（）A. 基础的埋置深度B. 地基的承载力C. 基础的抗滑移稳定性D. 基础的抗浮稳定性下列哪种基础类型属于浅基础：（）A. 桩基础B. 沉井基础C. 地下连续墙D. 筏板基础浅基础设计中，对于地基承载力的计算，以下哪项是正确的：（）A. 只考虑垂直荷载B. 只考虑水平荷载C. 同时考虑垂直和水平荷载D. 只考虑风荷载当建筑物基础埋深较浅时，通常需要考虑的地基变形类型是：（）A. 沉降量B. 剪切变形C. 扭转变形D. 弯曲变形浅基础设计时，对于基础底面的尺寸，以下说法正确的是：（）A. 越大越好B. 越小越好C. 应根据荷载大小和地基条件确定D. 无需考虑地基条件填空题浅基础设计时，确定基础埋深需要考虑的因素包括______、______、______和地基冻融条件等。
浅基础按埋置深度一般分为______和______。
浅基础设计中，地基承载力设计值的计算需要考虑______和______两个因素。
浅基础中，条形基础的宽度计算公式为______。
浅基础设计中，对于软弱下卧层，需要计算______和______。
浅基础设计中，当基底压力较大时，为了减小地基变形，可以采取的措施有______和______。
简答题简述浅基础与深基础的主要区别。
浅基础设计时，如何确定基础埋深？浅基础设计中，地基承载力的计算需要考虑哪些因素？简述浅基础设计中，基础底面尺寸确定的原则。
浅基础设计中，如何减小地基的不均匀沉降？。
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式中b-基础宽度，适用于1m～30m范围。
计算层厚度 △z值的选取：
基础宽b(m) ≤2 △z(m) 0.3 2<b≤4 0.6 4<b≤8 0.8 8<b≤15 1.0 15<b≤30 1.2
表3-5
>30 1.5
在计算地基变形时，应考虑相邻荷载的影响，其值可按应力 叠加原理，采用角点法计算。
（1） 计算基底附加应力； 规范法计算基础沉降量的步骤为： （2） 以天然土层作为分层面（即按Es分层）； （3） 确定压缩层厚度zn，采用变形比 （4） 分别计算每层土的变形量 （5） 计算基础总沉降量 i n p
i i =1 n
∑A
n
查表4-2得ψs=0.9。 ⑸、计算基础最终沉降量
s = ψss′ 0.9 ×37.8 = 34.02mm =
4.2 地基变形类型
（一）地基变形分类
建筑物地基变形的特征，可分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾 斜4种。 1.沉降量(mm) 定义:特指基础中心的沉降差，以mm为单位； 作用:若沉降量过大，势必影响建筑物的正常使用。 2.沉降差(mm) 定义:指同一建筑物中相邻两个基础沉降的差值； 作用:若沉降差过大，建筑物将发生裂缝、倾斜和破坏。
最终沉降量：
s s1 s2 s3 sn si
i 1 i 1 n n
zi zi 1 h
E si
i
i 1
n
zi
E si
hi
Esi———第i分层土的压缩模量； σzi———第i层土上下层面所受附加应力的平均值
3、计算步骤： (a)划分薄层hi
§4.3 地基最终沉降量的计算
地基表面的竖向变形，称为地基沉降，或基础沉降。 p
t
可压缩层 不可压缩层 σz=p
S
S
最终沉降量S∞：
t∞时地基最终沉降稳定以后的 最大沉降量，不考虑沉降过程。
一、地基最终沉降量分层总和法
1、基本假定和基本原理 （a）假设基底压力为线性分布 ，认为土质是均匀的
（b）采用基础中心点下附加应力为计算依据
e1i e2i ai (p2i p1i ) pi zi Si hi hi hi hi 1 e1i 1 e1i Esi Esi
e1i———由第i层的自重应力均值从土的压缩曲线上得到的相应 孔隙比 e2i———由第i层的自重应力均值与附加应力均值之和从土的 压缩曲线上得到的相应孔隙比
n
s n
s
i 1 i
n
0.88 0.02 0.025 37.8
故所取沉降计算深度 z n = 4m 满足规范要求。
⑷、确定沉降计算经验系数
压缩层范围内土层压缩模量的平均值
2.091 Es = = = 8.47MPa 1.522 0.569 Ai + ∑E 8 10 i =1 si
美国双子大厦受外力撞击建筑物倾 斜
沉降2.2米，且左右两部分存在明显的沉降差。左侧建筑物
于1969年加固。
墨西哥某宫殿地基：20多 米厚的粘土
（二）地基变形允许值
4.5 建筑物沉降观测与地基容许变形值 一、建筑物沉降观测
1.目的
（1）验证工程设计与沉降计算的正确性； （2）判别建筑物施工的质量； （3）发生事故后作为分析事故原因和加固处理依据。
①不同土层界面； ②地下水位标高处； ③每层厚度≤0.4b(基础宽度）；
(b)分别计算每分层界面处的自 重应力和附加应力，并画出应力 图形 (c)确定地基中压力层厚度zn。采用 应力比:
① 一般土层：σz/σsz ≤0.2； ② 软粘土层：σz/σsz ≤0.1 ；
地面
p d d szi
p0
基底
一般情况：软粘土（应力集中）S偏小, Ψs>1 硬粘土（应力扩散）S偏大, Ψs<1
1.计算原理
设地基土层均质、压缩模量不随深度变化，则：
zi s' hi i 1 Esi
n
A
Z
0பைடு நூலகம்
Z dz p0 0 dz
z
，A—应力面积
A3456 A1234 A1256
p 0 z
自重应 力
zi
附加应力
hi
(d)计算每薄层土沉降量Si
zn
压缩层下限(沉 降计算深度）
e1i e2i pi zi Si hi或si hi hi 1 e1i Esi Esi
(f) 计算地基最终沉降量，实际就是将各薄层土沉降量之和s=Si
二、《建筑地基基础设计规范》方法
zi aiz i (m) (m)
0
2.0
aizi- ai1zi1 (m)
Esi (kPa)
△si=p0(aizi-ai-1zi-1)
/Esi(mm)
∑△sI △sn/∑△si (mm)
0
1.52 2 2.09 1 2.03 3 1.522 8 29.1 29.1
4.0
3.7
0.569
0.058
2.必要性
能够及时发现建筑物变形并防止有害变形的扩大。
3.水准基点的设置 （1）埋设地点要靠近观测对象，但必须在建筑物所产生的压力影响范围以外。 （2）在一个观测区内，水准基点≥3个，埋置深度应与建筑物基础的埋深相应。 4.观测点的设置 （1）根据建筑物的平面形状，结构特点和工程地质条件考虑布置观测点。 （2）一般设置在四周的角点、转角处、纵横墙的中点、沉降缝和新老建筑物的
s s s s
s n
s
i 1 i
n
0.025
p0 si (z i i z i 1i 1 ) Esi
E
i 1
0
( zi i zi 1 i 1 )
si
【例】试按规范推荐的方法计算图 所示基础Ⅰ的最终沉降量，并考虑 基础Ⅱ的影响。已知基础Ⅰ和Ⅱ各 承受相应于准永久组合的总荷载值 Q=1134KN，基础底面尺寸 b×l=2m×3m,基础埋置身度d=2m。 【解答】 其他条件见图。
基础Ⅱ对基础Ⅰ的影响 aⅠi
1.000 0.7576 0.5085 0.5365
n=l/b
1.5 1.5 1.5 1.5
m=l/b
0 2 4 3.7
n=l/b
3.3 2.0
m=l/b
0 1.3 2.7 2.5
aⅡi
0 0.0042 0.0142 0.0130
ai
0.7607 0.5227 0.5495
⑴、计算基底压力
基底处总压力
Q 1134 p= = = 189kN/ m 3 A 2 ×3
基底处的附加压力 p0 p－ cr 189 36 153kN / m 2 －
0.153N/ mm2
⑵、计算压缩层范围内各土层压缩量 计算过程见图表
基础Ⅰ zi (m)
0 2.0 4.0 3.7
3.倾斜（‰） 定义:指独立基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值， 以‰表示。 作用:若建筑物倾斜过大，将影响正常使用，遇台风或强烈 地震时危及建筑物整体稳定，甚至倾覆。 4.局部倾斜（‰） 定义:指砖石砌体承重结构，沿纵向6m~10m内基础两点的沉 降差与其距离的比值，以‰表示。 作用:若建筑物局部倾斜过大，往往使砖石砌体承受弯矩而拉 裂。
n
p0 ( i zi i 1 zi 1 ) Es i
s s s s
i 1
i n
p0 ( zi i zi 1 i 1 ) Esi
《规范法》地基沉降计算简图：
2.地基沉降计算深度（地基压缩层厚度）
对于地基的计算深度，即地基压缩层厚度，可分两种情况： ⑴ 有相邻荷载影响:
（c）不考虑土的侧向变形，因压缩性指标是在侧限条件下测定的 （d）地基最终沉降量等于各层土沉降量之和：
eli e2i s si hi 1+eli i 1 i 1
n n
si第i层土的 沉降量
理论上不够完备，缺乏统一理论； 单向压缩分层总和法是一个半经验性方法。
2、计算公式：
各分层沉降量：
连接处。 （3）数量一般不小于6点，间距一般为6～12米。
5.仪器与精度 沉降观测采用精密水准仪，观测精度为0.01㎜。 •6.观测次数和时间 •民用建筑每增高一层观测一次； •工业建筑在不同荷载阶段分别进行观测，施工期间不应少于4次； •竣工后第一年不少于3～5次； 第二年不少于2次； 以后每年一次，直到稳定。（稳定标准为半年沉降量不超过2㎜） 7.观测资料的整理
:深度Z范围内竖向附加应力面积A的等代值
:深度Z范围内竖向附加 应力系数,
A1234 i p0 zi
s'
A1234 i p0 z i
A1256 i1 p0 zi1 i 1
A1256 p0 z i 1
i 1
n
A1234 A1256 Esi
i 1
减速沉降（沉降速率减少到0.05㎜/d以下时）：认为沉降趋于稳定。 等速沉降：导致地基丧失稳定的危险。 加速沉降：表示地基 已丧失稳定，应及时采取措施，防止发生事故。
10
10
8.7
0.88
37.8
0.023
⑶、确定压缩层下限
= Δ i = 在基底下4m深范围内土层的总变形量 s′ ∑ s′ 37.8m ，在 z = 4m i =1 处以上 Δz = 0.3m （基础宽度 b=2m，查表4-3得 Δz = 0.3m ）厚土层变 形值 Δs′= 0.88mm 。 n
s n ' 0.025 si ' 或
i 1
n
s n
i
i 1 s i ：在计算深度zn范围内，第i层土的变形值 s n ：在zn处向上取厚度△z土层的计算变形值， △z按规定确定。