地基沉降的计算方法

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常用的地基沉降计算方法

常用的地基沉降计算方法

6.3 常用的地基沉降计算方法这里所讲的地基沉降量是指地基最终沉降量,目前常用的计算方法有:弹性力学法、分层总和法、应力面积法和考虑应力历史影响的沉降计算法。

所谓最终沉降量是地基在荷载作用下沉降完全稳定后的沉降量,要达到这一沉降量的时间取决于地基排水条件。

对于砂土,施工结束后就可以完成;对于粘性土,少则几年,多则十几年、几十年乃至更长时间。

6.3.1 计算地基最终沉降量的弹性力学方法地基最终沉降量的弹性力学计算方法是以Boussinesq 课题的位移解为依据的。

在弹性半空间表面作用着一个竖向集中力P 时,见图6-5,表面位移w (x, y, o )就是地基表面的沉降量s :E r P s 21μπ-⋅= (6-8)式中 μ—地基土的泊松比;E —地基土的弹性模量(或变形模量E 0);r —为地基表面任意点到集中力P 作用点的距离,22y x r +=。

对于局部荷载下的地基沉降,则可利用上式,根据叠加原理求得。

如图6-6所示,设荷载面积A 内N (ξ,η)点处的分布荷载为p 0(ξ,η),则该点微面积上的分布荷载可为集中力P= p 0(ξ,η)d ξd η代替。

于是,地面上与N 点距离r =22)()(ηξ-+-y x 的M (x, y )点的沉降s (x, y ),可由式(6-8)积分求得:⎰⎰-+--=Ay x d d p E y x s 22002)()(),(1),(ηξηξηξμ (6-9)从式(6-9)可以看出,如果知道了应力分布就可以求得沉降;反过来,若沉降已知又可以反算出应力分布。

对均布矩形荷载p 0(ξ,η)= p 0=常数,其角点C 的沉降按上式积分的结图6-5 集中力作用下地基表面的沉降曲线 图6-6 局部荷载下的地面沉降(a )任意荷载面;(b )矩形荷载面果为:021bp E s c ωμ-= (6-10)式中 c ω—角点沉降影响系数,由下式确定:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++++=)1ln()11ln(122m m mm m c πω (6-11)式中 m=l/b 。

常用的地基沉降计算方法

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。

常用的地基沉降计算方法

常用的地基沉降计算方法

常用的地基沉降计算方法
一、弹性模型法
弹性模型法是地基沉降计算的一种常用方法,它基于弹性体理论,直接应用中等体积条件,利用K值表面积比来估算计算地基沉降。

1.原理及公式
弹性模型法是假设地基是一种脆性材料,按照体积稳定原理,当在地基上发生荷载时,地基沉降量s可表示为:
s=K·q/F
其中:
s:地基沉降量,m;
K:沉降系数,m/t;
q:表面单位荷载,t/m2;
F:表面积,m2
2.计算方法
(1)选择沉降系数K。

一般情况下,K的取值可根据工程案例计算,也可以参考试验结果或文献资料中给出的K值,另外,也可根据地基材料的弹性模量E和泊松比μ确定:
K=1.8(G/E)1/2+2.8(μ/E)1/3
其中:G为地基材料的弹性模量,Pa;E是弹性模量,Pa;μ是泊松比。

(2)确定计算点位及坐标系。

根据工程实际情况确定计算点位及确
定坐标系,通常坐标系以空间坐标系为准;
(3)计算沉降量s。

根据系数K和地基单位面积荷载q计算沉降量s,计算公式为:
s=K·q/F
其中:K为沉降系数,m/t;q为地基单位面积荷载,t/m2;F为表面积,m2
(4)结果分析。

常用的地基沉降计算方法汇总

常用的地基沉降计算方法汇总

6.3 常用的地基沉降计算方法这里所讲的地基沉降量是指地基最终沉降量,目前常用的计算方法有:弹性力学法、分层总和法、应力面积法和考虑应力历史影响的沉降计算法。

所谓最终沉降量是地基在荷载作用下沉降完全稳定后的沉降量,要达到这一沉降量的时间取决于地基排水条件。

对于砂土,施工结束后就可以完成;对于粘性土,少则几年,多则十几年、几十年乃至更长时间。

6.3.1 计算地基最终沉降量的弹性力学方法地基最终沉降量的弹性力学计算方法是以Boussinesq 课题的位移解为依据的。

在弹性半空间表面作用着一个竖向集中力P 时,见图6-5,表面位移w (x, y,o )就是地基表面的沉降量s :E r P s 21μπ-⋅= (6-8)式中 μ—地基土的泊松比;E —地基土的弹性模量(或变形模量E 0);r —为地基表面任意点到集中力P 作用点的距离,22y x r +=。

对于局部荷载下的地基沉降,则可利用上式,根据叠加原理求得。

如图6-6所示,设荷载面积A 内N (ξ,η)点处的分布荷载为p 0(ξ,η),则该点微面积上的分布荷载可为集中力P= p 0(ξ,η)d ξd η代替。

于是,地面上与N 点距离r =22)()(ηξ-+-y x 的M (x, y )点的沉降s (x, y ),可由式(6-8)积分求得:⎰⎰-+--=Ay x d d p E y x s 22002)()(),(1),(ηξηξηξμ (6-9)图6-5 集中力作用下地基表面的沉降曲线 图6-6 局部荷载下的地面沉降(a )任意荷载面;(b )矩形荷载面从式(6-9)可以看出,如果知道了应力分布就可以求得沉降;反过来,若沉降已知又可以反算出应力分布。

对均布矩形荷载p 0(ξ,η)= p 0=常数,其角点C 的沉降按上式积分的结果为:021bp E s c ωμ-= (6-10)式中 c ω—角点沉降影响系数,由下式确定:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++++=)1ln()11ln(122m m mm m c πω (6-11)式中 m=l/b 。

地基沉降量的计算方法

地基沉降量的计算方法

地基沉降量的计算方法地基沉降量是指地基在一定时间内由于自身重量和外力作用而产生的下沉量。

计算地基沉降量的方法有很多种,下面将介绍其中几种常用的方法。

1. 经验法经验法是一种简化的计算方法,根据类似地基的实测数据和经验公式进行估算。

这种方法通常适用于土质较为均匀且地基承载力较高的情况。

通过对类似地基的实测数据进行统计和分析,可以得到一些经验公式,根据这些公式可以估算出地基沉降量。

2. 解析法解析法是一种基于土壤力学理论的计算方法,通过建立数学模型和方程来计算地基沉降量。

这种方法适用于土质复杂、地基承载力较低的情况。

解析法需要考虑土壤的力学参数、地基形状、荷载大小等因素,通过求解方程得到地基沉降量的数值。

3. 数值法数值法是一种基于计算机模拟的计算方法,通过建立地基-土体-荷载的三维模型,利用有限元或边界元等数值方法对地基沉降进行模拟计算。

这种方法适用于土质复杂、地基形状复杂或荷载非常大的情况。

数值法可以考虑更多的因素,如土壤的非线性特性、渗透性等,能够更准确地计算地基沉降量。

4. 试验法试验法是一种通过实验来测量地基沉降量的方法。

主要包括静载试验、动力触探试验等。

这种方法适用于土质复杂、地基形状复杂或荷载较大的情况。

通过实验可以直接获得地基沉降量的实测数据,更加准确地评估地基的变形情况。

在实际工程中,通常会综合运用上述方法来计算地基沉降量,以获得更准确的结果。

同时,还需要考虑地基沉降对工程的影响,如是否会导致结构的破坏或使用功能的丧失。

如果地基沉降量过大,则需要采取相应的加固措施,如增加地基的承载力或采取土体加固等方法,以确保工程的安全和稳定。

地基沉降计算方法

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。

地基沉降实用计算方法

地基沉降实用计算方法

第三节 地基沉降实用计算方法一、弹性理论法计算沉降(一) 基本假设弹性理论法计算地基沉降是基于布辛奈斯克课题的位移解,因此该法假定地基是均质的、各向同性的、线弹性的半无限体,此外还假定基础整个底面和地基一直保持接触。

布辛奈斯克是研究荷载作用于地表的情形,因此可以近似用来研究荷载作用面埋置深度较浅的情况。

当荷载作用位置埋置深度较大时,则应采用明德林课题的位移解进行弹性理论法沉降计算。

(二) 计算公式建筑物的沉降量,是指地基土压缩变形达固结稳定的最大沉降量,或称地基沉降量。

地基最终沉降量:是指地基土在建筑物荷载作用下,变形完全稳定时基底处的最大竖向位移。

基础沉降按其原因和次序分为:瞬时沉降d S ;主固结沉降c S 和次固结沉降s S 三部分组成。

瞬时沉降:是指加荷后立即发生的沉降,对饱和土地基,土中水尚未排出的条件下,沉降主要由土体测向变形引起;这时土体不发生体积变化。

(初始沉降,不排水沉降)固结沉降:是指超静孔隙水压力逐渐消散,使土体积压缩而引起的渗透固结沉降,也称主固结沉降,它随时间而逐渐增长。

(主固结沉降)次固结沉降:是指超静孔隙水压力基本消散后,主要由土粒表面结合水膜发生蠕变等引起的,它将随时间极其缓慢地沉降。

(徐变沉降)因此:建筑物基础的总沉降量应为上述三部分之和,即s c s s s s s ++=计算地基最终沉降量的目的:(1)在于确定建筑物最大沉降量;(2)沉降差;(3)倾斜以及局部倾斜;(4)判断是否超过容许值,以便为建筑物设计值采取相应的措施提供依据,保证建筑物的安全。

1、 点荷载作用下地表沉降ErQ y x E Q s πνπν)1()1(2222-+-==2、 绝对柔性基础沉降⎰⎰----=Ay x d d p Ey x s 2202)()(),(1),(ηξηξηξπν0)1(2bp s c Ec ων-=3、 绝对刚性基础沉降(1) 中心荷载作用下,地基各点的沉降相等。

(整理)常用的地基沉降计算方法

(整理)常用的地基沉降计算方法

6.3 常用的地基沉降计算方法这里所讲的地基沉降量是指地基最终沉降量,目前常用的计算方法有:弹性力学法、分层总和法、应力面积法和考虑应力历史影响的沉降计算法。

所谓最终沉降量是地基在荷载作用下沉降完全稳定后的沉降量,要达到这一沉降量的时间取决于地基排水条件。

对于砂土,施工结束后就可以完成;对于粘性土,少则几年,多则十几年、几十年乃至更长时间。

6.3.1 计算地基最终沉降量的弹性力学方法地基最终沉降量的弹性力学计算方法是以Boussinesq 课题的位移解为依据的。

在弹性半空间表面作用着一个竖向集中力P 时,见图6-5,表面位移w (x, y, o )就是地基表面的沉降量s :E r P s 21μπ-⋅=(6-8)式中 μ—地基土的泊松比;E —地基土的弹性模量(或变形模量E 0);r —为地基表面任意点到集中力P 作用点的距离,22y x r +=。

对于局部荷载下的地基沉降,则可利用上式,根据叠加原理求得。

如图6-6所示,设荷载面积A 内N (ξ,η)点处的分布荷载为p 0(ξ,η),则该点微面积上的分布荷载可为集中力P= p 0(ξ,η)d ξd η代替。

于是,地面上与N 点距离r =22)()(ηξ-+-y x 的M (x, y )点的沉降s (x, y ),可由式(6-8)积分求得:⎰⎰-+--=Ay x d d p E y x s 22002)()(),(1),(ηξηξηξμ (6-9)从式(6-9)可以看出,如果知道了应力分布就可以求得沉降;反过来,若沉降已知又图6-5 集中力作用下地基表面的沉降曲线图6-6 局部荷载下的地面沉降(a )任意荷载面;(b )矩形荷载面可以反算出应力分布。

对均布矩形荷载p 0(ξ,η)= p 0=常数,其角点C 的沉降按上式积分的结果为:021bp E s c ωμ-= (6-10)式中 c ω—角点沉降影响系数,由下式确定:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++++=)1ln()11ln(122m m mm m c πω (6-11)式中 m=l/b 。

地基最终沉降量的计算方法

地基最终沉降量的计算方法

地基最终沉降量的计算方法一、限制应力法限制应力法是一种常用的地基最终沉降量计算方法。

计算公式如下:S=Σ(dΔσ)其中,S为最终沉降量,dΔσ为不同深度处的限制应力差。

限制应力法的具体步骤如下:1.通过试验或现场勘测得到土壤层的力学参数,如土壤的自重γ、均匀固结压缩系数Cc、再固结压缩系数Cr等。

2.根据建筑物的设计荷载,计算出不同深度处的垂直应力Δσ。

3.根据试验或现场勘测得到的土壤层力学参数,计算出不同深度处的限制应力差dΔσ。

4.将不同深度处的限制应力差累加,得到最终沉降量S。

二、一维固结计算法一维固结计算法是一种根据土壤的固结性质计算地基最终沉降量的方法。

1.应力应变模型一维固结计算法通常采用本构模型,如Terzaghi's经典本构模型:Δe=ε'·HΔσ=γΔz其中,Δe为固结应变,ε'为固结应变系数,H为固结层的厚度,Δσ为固结层的应力差,γ为土壤的单位重量,Δz为固结层的厚度。

2.固结应变系数固结应变系数可以通过室内试验或现场试验得到,也可以通过经验公式估算。

根据不同的土壤类型和固结期限,选择相应的固结应变系数。

3.在垂直方向上,将所有固结层的固结应变累加,得到最终沉降量。

三、数值模拟法数值模拟法是一种利用计算机模拟土壤力学行为的方法,可以精确计算地基最终沉降量。

这种方法适用于复杂的地质条件和结构工程。

数值模拟法的具体步骤如下:1.建立土壤力学模型,包括土壤的性质、层次和边界条件等。

2.根据实测数据或试验数据,确定土壤力学参数,如剪切模量、压缩模量等。

3.根据建筑物的设计荷载、地质条件等,进行有限元分析或其他数值模拟,得到地基的最终沉降量。

数值模拟法的计算精度较高,但需要具备一定的专业知识和使用专业软件。

在实际工程中,一般会综合使用以上的方法进行地基最终沉降量的计算,以获得更准确的结果。

同时,也需要考虑到地质条件的不确定性和结构工程的变化,进行适当的修正和调整。

地基沉降计算方法

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。

地基沉降实用计算方法

地基沉降实用计算方法

第三节 地基沉降实用计算方法一、弹性理论法计算沉降(一) 基本假设弹性理论法计算地基沉降是基于布辛奈斯克课题的位移解,因此该法假定地基是均质的、各向同性的、线弹性的半无限体,此外还假定基础整个底面和地基一直保持接触。

布辛奈斯克是研究荷载作用于地表的情形,因此可以近似用来研究荷载作用面埋置深度较浅的情况。

当荷载作用位置埋置深度较大时,则应采用明德林课题的位移解进行弹性理论法沉降计算。

(二) 计算公式建筑物的沉降量,是指地基土压缩变形达固结稳定的最大沉降量,或称地基沉降量。

地基最终沉降量:是指地基土在建筑物荷载作用下,变形完全稳定时基底处的最大竖向位移。

基础沉降按其原因和次序分为:瞬时沉降d S ;主固结沉降c S 和次固结沉降s S 三部分组成。

瞬时沉降:是指加荷后立即发生的沉降,对饱和土地基,土中水尚未排出的条件下,沉降主要由土体测向变形引起;这时土体不发生体积变化。

(初始沉降,不排水沉降)固结沉降:是指超静孔隙水压力逐渐消散,使土体积压缩而引起的渗透固结沉降,也称主固结沉降,它随时间而逐渐增长。

(主固结沉降)次固结沉降:是指超静孔隙水压力基本消散后,主要由土粒表面结合水膜发生蠕变等引起的,它将随时间极其缓慢地沉降。

(徐变沉降)因此:建筑物基础的总沉降量应为上述三部分之和,即计算地基最终沉降量的目的:(1)在于确定建筑物最大沉降量;(2)沉降差;(3)倾斜以及局部倾斜;(4)判断是否超过容许值,以便为建筑物设计值采取相应的措施提供依据,保证建筑物的安全。

1、 点荷载作用下地表沉降2、 绝对柔性基础沉降3、 绝对刚性基础沉降(1) 中心荷载作用下,地基各点的沉降相等。

圆形基础:0)1(2dp s c E c ων-=矩形基础:0)1(2bp s r E c ων-=(2) 偏心荷载作用下,基础要产生沉降和倾斜。

二、分层总和法计算最终沉降分层总和法都是以无側向变形条件下的压缩量公式为基础,它们的基本假设是:1.土的压缩完全是由于孔隙体积减少导致骨架变形的结果,而土粒本身的压缩可不计;2.土体仅产生竖向压缩,而无测向变形;3.在土层高度范围内,压力是均匀分布的。

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

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。

规范法计算地基沉降

规范法计算地基沉降

规范法计算地基沉降地基沉降是指地基在使用过程中由于地下土层的自然沉降或人为原因引起的下沉变形。

地基沉降会对建筑物的安全性和使用性造成严重影响,因此需要进行规范法计算来评估地基沉降的影响程度和采取相应的修筑措施。

一、地基沉降的分类地基沉降可分为自然沉降和人为沉降两类。

自然沉降是指由于地下土层的孕细孕化导致的沉降,一般较为缓慢。

人为沉降是指人类活动引起的地基下沉,如地下开挖、填方等。

二、地基沉降的计算方法地基沉降的计算方法主要包括解析法和数值法两种。

1. 解析法解析法是利用经验公式和解析解进行地基沉降计算的方法。

其中,最常用的方法是采用弹性理论,根据弹性土力学原理进行计算。

具体步骤如下:(1)确定地基的刚度参数,包括地基的动力模量和泊松比等;(2)根据地基的荷载情况,计算地基的应力分布;(3)根据弹性土力学公式,计算地基的沉降量。

2. 数值法数值法是利用有限元法进行地基沉降计算的方法。

它通过将地基划分为一系列小的单元,建立节点和单元之间的力平衡关系和位移关系,通过求解这些方程组来获得地基的沉降情况。

三、地基沉降的规范要求地基沉降的规范要求主要包括以下几方面内容:1. 土质分类和地基刚度参数的确定:根据地基的具体情况,确定地基的土质分类和刚度参数,有助于准确评估地基沉降的可能性。

2. 荷载计算:根据建筑物的荷载情况,计算地基所受的荷载,并确定地基的应力分布。

荷载计算是地基沉降计算的前提和基础。

3. 地基沉降计算方法:根据地基的具体情况,选择适合的地基沉降计算方法,进行地基沉降的评估。

4. 沉降限值:根据建筑物的使用要求和地基的承载能力,确定地基沉降的限制范围。

一般情况下,地基沉降限值应满足建筑物正常使用的要求。

5. 沉降监测和处理措施:对于可能存在较大地基沉降的地区,应进行沉降监测,并根据监测结果采取相应的处理措施,以确保建筑物的安全性和使用性。

四、地基沉降的影响及防治措施地基沉降会对建筑物产生严重影响,如建筑物的倾斜、开裂等。

常用沉降计算方法

常用沉降计算方法

1、弹性理论计算式将地基视为半无限各向同性弹性体,根据弹性理论可得到沉降计算公式。

在集中力P作用下,半无限弹性体中点A(x,y,z)处的竖向应变zε表达式为 )]([1yxzzEσσμσε+?=上式中点A处的附加应力xσ、yσ和zσ可采用布辛涅斯克解,地面上某点(x,y,0)处的沉降可通过积分得到,∫+?==222)1(yxEPdzszπμε在半无限弹性体上作用有均布柔性圆形荷载,荷载密度为p,荷载作用区半径为b,直径为B=2b。

类似前面分析,可以通过积分得到地基中土体竖向位移表达式为 ])1([)1(12IIbzEpbsμμ?++=2、分层总和法分层总和法是一类沉降计算方法的总称,在这些方法中,将压缩层范围内的地基土层分成若干层,分层计算土体竖向压缩量,然后求和得到总竖向压缩量,即总沉降量。

在分层计算土体压缩量时,多数采用一维压缩模式。

竖向应力采用弹性理论解。

压缩模量采用压缩试验测定,如采用e-p’曲线,或e-logp’曲线。

(1) 普通分层总和法将压缩层范围内土层分成n层,应用弹性理论计算在荷载作用下各土层中的附加应力。

采用压缩试验所得的土体压缩性指标,分层计算各土层的压缩量,然后求和得到沉降量。

沉降计算公式如下:∑∑===?=niiiiiHss11ε根据应用的土体压缩性指标,可改写下述几种形式。

直接采用压缩试验e-p’曲线,考虑01ee+??=ε,可改写为下述形式,∑=+?=niiiiiHeees11211采用压缩系数表示,可改写为下述形式,∑∑==+ ?=+?=niniiiiiiiiiiHepaHeppas111211)(采用压缩模量表示,可改写为下述形式,∑=?=niisiiHEps1采用体积压缩系数表示,可改写为下述形式,∑=?=niiiviHpms1在计算中附加应力一般取基础轴线处的附加应力值,以弥补采用该法计算得到的沉降偏小的缺点。

(2)考虑前期固结压力的分层总和法考虑前期固结压力的分层总和法又称e-logp’法。

常用的地基沉降计算方法汇总

常用的地基沉降计算方法汇总

常用的地基沉降计算方法汇总
一、常见的地基沉降计算方法
1.简单光滑法
简单光滑法是最简单的地基沉降分析法,主要用于计算下拔法线和位移规律的变化。

方法是根据沉降点的实测观测值进行直线拟合,得出拟合的光滑曲线,再以该曲线为基础,求出焊接立柱等传感器沉降量。

2.三参数法
三参数法是地基沉降计算中较为常用的法则,又叫微分平差法和三参数最小二乘法,是在观测数据的基础上,拟合出一条光滑曲线来模拟测点的沉降曲线,以达到计算沉降量的目的。

3.非线性最小二乘法
非线性最小二乘法是对三参数法的一种改进,同时加入时间变量,以不同的时间作为参数,拟合出不同时间的沉降曲线,更加准确的计算沉降量。

4.指数衰减法
指数衰减法是将沉降衰减视为指数衰减的形式,将沉降量变化视为指数函数的形式,以此作为拟合曲线,最终计算出沉降量。

5.萜烯函数法
萜烯函数法是实验自由度较大的地基沉降计算方法,它能够有效的拟合沉降点中有抛物线变化的沉降曲线,以此计算出沉降量。

6.经验函数法
经验函数法是最常见的地基沉降计算方法,它基于对历史经验的总结,归纳出一系列复杂的沉降曲线。

地基最终沉降量的计算方法

地基最终沉降量的计算方法

地基最终沉降量的计算方法
地基最终沉降量的计算方法一般包括以下几个步骤:
1.确定地基的荷载:首先需要确定地基所受的荷载,包括建筑物本身的重量、居住人口的重量、设备和货物的重量等。

2.确定地基的土壤类型和性质:根据所在地区的土质分类标准,确定地基所处的土壤类型,同时需要了解土壤的压缩性、渗透性、固结时间和水分含量等性质。

3.确定地基的初始沉降量:根据地基专家的经验和实测数据,确定地基的初始沉降量。

初始沉降量指的是建筑物施工后,土壤在没有外界荷载作用下的沉降量。

4.计算地基的总沉降量:总沉降量等于初始沉降量加上最终沉降量。

最终沉降量可以通过数学模型计算得出,一般参考国家标准和地基专业的手册。

5.确定地基的可接受沉降量:在实际工程中,根据建筑物或设备的要求,需要确定地基的可接受沉降量。

在达到可接受沉降量之前,可以进行必要的补偿措施,如回填、加桩等。

地基最终沉降量计算方法及其最终影响

地基最终沉降量计算方法及其最终影响

地基最终沉降量计算方法及其最终影响一、经验法经验法是根据实际工程经验总结得出的一种简易计算方法。

根据建筑工程沉降的实际情况及影响因素,如土壤类型、地下水位、地基压实等因素,可以选择合适的经验公式进行计算。

常用的经验法有孔压差法、粘土地基沉降计算公式、河流冲积地基沉降计算公式等。

1.孔压差法孔压差法是根据地基孔隙水压的变化来计算地基沉降的方法。

通过地基孔压的变化可以推算出地基沉降的趋势,并根据土层性质和孔隙水压的变化规律计算出最终沉降量。

2.粘土地基沉降计算公式粘土地基沉降计算公式是通过对实际工程的数据进行统计得出的一种计算方法,常用的粘土地基沉降计算公式有Schmertmann公式和Peck公式等。

3.河流冲积地基沉降计算公式河流冲积地基沉降计算公式是针对河流冲积地区的地基沉降进行计算的一种方法。

通过对地下水位、土壤类型等因素的综合考虑,可以得出较为准确的地基沉降量。

二、理论计算法理论计算法是通过一系列的理论分析和计算方法,来确定地基最终沉降量的一种方法。

常用的理论计算方法有弹性理论计算法和有限元法等。

1.弹性理论计算法弹性理论计算法是根据土层的弹性特性,结合土壤的本构关系和应力分布等因素进行计算。

通过解析或数值计算等方法,可以得到比较准确的地基最终沉降量。

2.有限元法有限元法是一种数值计算方法,通过将地基划分为各个小单元,通过计算每个小单元的沉降量,综合得出整个地基的最终沉降量。

有限元法具有计算精度高、适用范围广等优点,是较为常用的方法之一1.结构安全影响:地基沉降会导致结构变形和变形不均匀,从而影响建筑物的稳定性和安全性。

2.地表变形影响:地基沉降会导致地表出现不同程度的下沉或隆起,给周边地区的交通、排水等设施造成影响。

3.基础设施影响:地基沉降会对附近的基础设施如管道、电缆等造成损坏或破坏,导致服务中断或维修费用增加。

4.人员安全影响:地基沉降会导致建筑物内部产生裂缝,给居住人员带来安全隐患。

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地基沉降的计算方法地基在荷载作用下,沉降将随时间发展,其发展规律可以通过土体固结原理进行数值分析来估算。

但是由于固结理论的假定条件和确定计算指标的试验技术上的问题,使得实测地基沉降过程数据在某种意义上较理论计算更为重要。

通过大量的沉降观测资料的积累,可以找出地基沉降过程的具有一定实际应用价值的变形规律,还可以根据路基施工时的实测沉降资料和已取得的经验进行估算,是工程中最为常用的方法。

根据经验沉降预测一般要经过3~6个月恒载(或预压)的观测才能建立。

曲线回归法法是变形预测最常用的方法,德国无碴轨道的经验,认为当曲线回归的相关系数不低于0.92时,所确定的沉降变形趋势是可靠的;当预测的6个月以后的沉降与实际沉降的偏差小于8mm 时,说明预测是稳定的,但要达到准确的预测还要求最终建立沉降预测的时间t 应满足下列条件s(t)/s(t=∞)≥75%式中:s(t): t 时间的沉降观测值; s(t=∞): 预测的总沉降。

通常利用沉降资料进行预测路堤沉降随时间发展的常用方法有以下几种: 1 双曲线法 双曲线方程为:bt a tS S t ++=0 (3.3.2-1)bS S f 10+= (3.3.2-2)式中:t S ——时间t 时的沉降量;f S ——最终沉降量(t =∞);S 0——初期沉降量(t =0);a、b——将荷载不再变化后的3组早期实测数据代入上式组成方程组求得的系数。

沉降计算的具体顺序:(1)确定起点时间(t=0),可取填方施工结束日为t=0;(2)就各实测计算t/(S t-S0),见图3.3.2-1;(3)绘制t与t/(S t-S0)的关系图,并确定系数a,b见图3.3.2-2;(4)计算S t;(5)由双曲线关系推算出沉降S~时间t曲线。

图3.3.2-1用实测值推算最终沉降的方法图3.3.2-2求a,b方法双曲线法是假定下沉平均速率以双曲线形式减少的经验推导法,要求恒载开始实测沉降时间至少半年以上。

2 固结度对数配合法(三点法)由于固结度的理论解普遍表达式为:t e U βα-⋅-=1(3.3.2-3)不论竖向排水、向外或向内径向排水,或竖向和径向联合排水等情况均可使用,所不同的只是α、β值。

根据固结度定义:ddt t S S S S U --=∝(3.3.2-4)式中: S d ――瞬时沉降量;∝S ――最终沉降量。

由式(3.3.2-3)和式(3.3.2-4)联立可得:)1(t t d t e S e S S ββαα---+=(3.3.2-5)为求t 时刻的沉降,上式右边有四个未知数,即S 、S d 、α、β。

在实测初期沉降一时间曲线(S-t)上任意选取三点:(t 1,S 1),(t 2,S 2), (t 3,S 3)并使t 3-t 2=t 2-t l ,将上述三点分别代入上式中,联立求解得参数和最终沉降量S 以及S d 的表达式,其中S d 的表达式中还含有α这个变量。

一般在求S d 时,α可采用理论值或根据实测资料计算,将所求得的β,S, S d 分别代入式(3.3.2-5)中便可得出任意时刻的沉降。

以下是具体求解过程: 11)1(1t d t e S e S S ββαα--∝+-=(3.3.2-6) 1212)1(2ββαα--∝+-=eS eS S d(3.3.2-7)33)1(3ββαα--∝+-=e S e S S d(3.3.2-8)由此解得:2312)(21S S S S e t t --=-β(3.3.2-9)231212ln 1S S S S t t ---=β (3.3.2-10))()()()(2312232123S S S S S S S S S S S ------=∝(3.3.2-11)ββαα--∝--=ee S S S t d )1( (3.3.2-12)a. 连接S -t 曲线时,应对S -t 曲线进行光滑处理,即尽量使曲线光滑使之成为规律性较好的曲线,然后再在曲线上选点;b. 为了减少推算误差提高预测精度,要求三点时间间隔尽可能大,即选取的(t 2-t 1)尽可能大,因此要求预压时间长;c. 本法要求实测曲线基本处于收敛阶段才可进行。

3 抛物线法对于有些情况,沉降曲线在初期并不表现双曲线或指数曲线的形式,而在沉降一时间对数坐标系(S-lnt)中沉降曲线可由两部分组成,第一部分可由抛物线来拟合,第二部分即次固结部分可由直线拟合;第一部分和第二部分发生的量级和时间取决于土层固结后达到的孔隙比所对应的当量固结应力,只要运营期的有效应力小于预压期末的固结应力,次固结可以忽略不记,否则,就应该考虑次固结的影响。

实践证明,除有机质含量很高的土外,沉降量主要集中在第一部分,沉降曲线的一般表达式为:S =a(lgt)2 +blgt +c(3.3.2-13)式中参数a, b, c 可用优化方法求得。

4 指数曲线法指数法方程为[]m Bt t S Ae S --=1 (3.3.2-14)式中:S m ――最终沉降;A ,B――系数求法同双曲线法中a ,b 。

指数曲线法和双曲线法简单实用,但是前提是假定荷载一次施加或者突然施加的,这与实际情况不符,因此其方法尚待改进,下面的修正指数曲线法将路堤荷载分为若干个加载阶段,将各级荷载增量所引起的沉降叠加。

5 修正指数曲线法与修正双曲线法图3加荷与沉降发展曲线对于多级加荷的、路堤沉降曲线“台阶状”发展的情况,可把常规的指数曲线或双曲线模型拓展为:[]∑=--=mk k Bt t S Ae S 11(3.3.2-15)S t =∑++m1t ok tt-)(K S S α (3.3.2-16) 式中:m 为加荷的总级数;t 为沉降预测时刻t i 到第k 级荷载施加时刻t k的时间间隔(图3); S k 为第k 级荷载增量所引起的最终沉降量,当加荷速率与土层状况不变时,不考虑地基土的非线性特性,S k 与荷载大小成正比,则有 S k =C ∆ P k ,∆P k 为第k 级荷载增量;A ,B ,C 均为反应土体固结性质的参数,设其与荷载的施加无关,视为常量。

式4-1就变为:[]∑=-∆-=mk k Bt t P C Ae S 11(3.3.2-17)K mt t P C ttd S ∆+∂+=∑=)(1(3.3.2-18) 式中:KOKP C S d ∆=根据沉降实测值,采用试算法确定式(4-2)中的参数A ,B ,C ;将已确定出的参数带回上述经验公式模型中,分别计算各级荷载在t i 时刻所引起的沉降量,将各级荷载在t i 时刻所引起沉降量进行叠加,即得t i 时刻总沉降量。

修正指数曲线法与修正双曲线法,还可预测后期增加荷载(如对未设预压土地段,对后期增加的轨道及列车荷载)的沉降;设已有m 1级荷载有沉降观测资料,要观测m 2级荷载作用后的t i 时刻沉降,则先令m =m 1,用实测资料拟合式(4-3)中的参数A 、B 、C 或式(4-4)中的参数a.c.d 。

再令m =m 2将拟合的参数代入用上两式中的任何一式可求得t i 时的沉降。

参数拟合用0.618优选法,使各观测时刻的计算沉降与实测沉降之差的平方和最小者,即为所要求的参数。

对路堤,填土荷载宽度随路堤的升高而变小。

荷载增量在地基中应力扩散影响的深度也变小。

考虑这已因素,参照分层总和法计算沉降的原理,认为与沉降直接相关的是地基中的附加应力。

沉降与附加应力沿深度分布土的面积成正比,而不是与作用在地面的荷载强度成正比,因此对不同荷载宽度,按在地基中相应的附加应力沿深度分布图的面积比,将上部填土荷载打折来计算沉降。

6 沉降速率法方程为: S =mS c (3.3.2-17)c t t t S U P Pm S ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=0)1((3.3.2-18)t t e U βα--=1(3.3.2-19)式中: S c —固结沉降量;m —综合性修正系数;P t —t 时的累计荷载; P 0—总的累计荷载; U t —t 时的固结度; β—回归计算得到的系数;28п—α或根据地基固结排水条件取值。

在恒载条件下,可得沉降速率为:t c v e AS S β-=(3.3.2-20))(81120--=∑=n n t tni n e e q P A ββπ(3.3.2-21)式中: q n —第n 级的加荷速率;t n ,t n-1—第n 级加荷的终点和始点时间; A -常数;P 0-总的累计荷载。

通过lnS t 和t 的数据进行线性回归分析。

求出A 、S C 、β,根据沉降计算公式和用户交α值反算各级荷载的m ,取平均值为m 的最终值,即可求得任意时间沉降。

此外,也可根据下面两式求竖向与水平固结系数: 只有竖向排水时:竖向排水与水平反排水共存时: 其中:H —最大排水增加;d e —地下排水体的有效排水直径;n —井径比,即排水体的有效直径与排水体直径比。

沉降速率法要求输入各个观测时刻的沉降速率为分析依据,使用于软土层较224H C v ∏=β2)(2284e n Hv d F C H C +∏=β厚的填土速率较均匀的情况。

同时要求恒载开始后的实测沉降时间至少在半年以上。

7 星野法星野根据现场实测值证明了总沉降(包括剪切应变的沉降在内)是与时间平方根成正比。

沉降计算公式为:S =S 0+S t =S 0+)(+-o 2ot -t k 1t t AK(3.3.2-22)式中: S 0――假定的瞬时沉降;S t ――随时间变化的沉降量; t 0――假定瞬时沉降时的时间; 221K A ――直线截距; 21A――直线斜率。

将上式改变为直线方程形式:)(11)(0222200t t A K A S S t t -+=--(3.3.2-23)式(3.3.2-22)适合于荷载瞬时施加情况下的沉降曲线,但在实际施工中,荷载是逐级增加的,因此必须加以修正,在加载方法规则的情况下,以加载期间的中点作为瞬时起点t 0,在加载方法不规则的情况下,应根据实测沉降曲线的趋势在加载的初期适当假定一个瞬时加载的起点t 0和相应的沉降S 0。

星野法推求最终沉降量的步骤如下:(1) 假定几组t 0和S 0,根据实测值点绘(t-t 0)/(S-S 0)~(t-t 0)的关系曲线。

(2) 取最符合线性关系的直线,求出相应的系数A ,K ; (3) 将A, K 值代入式(3.3.2-22)计算。

本方法要求恒载开始后的实测沉降时间至少半年以上。

8 Asaoka 法用以下简化递推关系可近似地反应一维条件下以体积应变表示的固结方程,利用此简化递推关系可用图解法来求解最终沉降值。

110-⋅+=i i S S ββ(3.3.2-24)图解法推算步骤如下:① 将时间划分成相等的时间段△t ,在实测的沉降曲线上读出t 1, t 2.所对应的沉降值S l ,S 2... ...,并制成表格;② 再以S i-1和S i 坐标轴的平面上将沉降值S l ,S 2……以点(S i , S i-1)画出,同时作出S i =S i-1的 45直线;③ 过一系列点(S i , S i-1)作拟合直线与 45直线相交,交点对应的沉降为最终沉降值;在Asaoka 法推算的过程中,t ∆的取值对最终沉降量的推算结果有直接的影响。

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