分层总和法计算地基沉降调整系数讨论

分 成 多 个 薄 压 缩 层 ． 别 计 算 出 各 压 缩 层 的压 缩 量 后 求 和 ， 分 作 为 基 础 最 终 沉 降 量 。它 是 建 立 在 一 系 列假 设 条 件 上 提 出
【 Ｅ １ ０ ０－ 收稿 ｔ １ １－ １ ￣２ １９ ６
［ 作者简介】德 ，京 军 挥 院 建 ，程 。 柏 新 南 陆 指 学 营 办工 师
可 能 出现很 大偏 差 ， 因此 需要 调 整 。通 过 建 立 有 限元 二 维 和 三 维模 型 ， 取 不 同 力 学参 数 地 基 土 作 沉 降数 值 分 析 ， 析 结 果 选 分
与分层 总和法计算值 作对比， 前者与后者的 比值 即为文章推荐 的分层 总和法计算地基沉 降调整 系数 。对分层总和法各假设
整 建议 。 １ 分 层 总 和 法 简 介 分 层 总 和 法 的 中心 概 念 是 ：将 基 础 下 一 定 厚 度 的地 基
）
式 中 ：ｏ 基 底 附 加 应 力 ；Ｏ一 根 据 Ｂ ｕｓ ｅｑ公 式 计 算 出 ｐ一 ｔ ｉ ｏｓｉ ｓ ｎ 的平均附加应力系数 ；ｓ 地基土侧限压缩模量 。 Ｅ： 一
由 表 ３ 表 ４可 以看 出 ， 限元 数 值 分 析 得 到 的 地 基 沉 ． 有
降 与 分 层 总 和 法 计 算 出 的 地 基 沉 降 量 有 较 大 的 差 别 ．从 分
层 总 和 法 的 ４个 假 设 条件 上 来 逐 一 分 析 ： 从 假 设 ｌ 分 析 ，文 中有 限元 计 算 取 的 地 基 土 也 为 均 上
ｃ ｅ ｃｅ ｏ ｆ ｉｎｔ ｉ
０
前 言
的 。假 设 １地 基 土 是一 个 均 匀 、 向 的半 无 限 空 间 弹 性 体 ， ， 等
如 此 可 采 用 Ｂ ｕ ｓ ｅｑ公 式 计 算 地 基 中 的 附 加 应 力 ：假 设 ｏ ｓｉ ｓ ｎ ２ 地 基 土 层 受 荷 后 不 能 发 生 侧 向变 形 ． ． 如此 可 利 用 地 基 土
，
ｔ ｅ ｓ ｔｌ ｍｅ ｔ Ｓ ｎ ｍｅ ｉ ａ ａｕｅ ｈ ｅ ｔｅ ｎ ’ ｕ ｒｃ ｌｖ ｌ ．
Ｔｈ ｎａｙ ｉ ｅ ｕ ｔ ｒ ｏ ｒ ｓｅ ｔ ｈ ａ ｃ ｌ ｔ ｄ ｖ ｕｅ ｕｓｎ ｅ ａ ｌ ｓｓ ｒ ｓ ｌｓ ａ ｅ ｃ ｎｔａ ｔ ｄ ｗｉｈ ｔ ｅ ｃ ｌｕ ａ ｅ ａ ｉ ｇ ＬＤＳＭ， ｌ
江 苏 建 筑
２ １ 年 第 ６期 （ ０１ 总第 １５期 ） ４
表 １ 地 基 土 参 数
图 １ 地 基 沉 降 分 层 计 算 示 意 图 ２ 地 基 沉 降 的 有 限 元 数 值 模 拟
根 据 基 础 设 计 参 数 和地 基 土 参 数 按 式 （１ 计算 出 地 基 ２可 的 承 载 力 特 征 值 ， 中 系 数 可 查 阅 文 献 ［】 到 ， 限 元 分 式 １得 有 析 时 可通 过在 基础 中 心 点处 施 加 集 中 力 Ｆ来 模 拟 上 部 荷 载
Ｄｉ ｕ ｓ ｎｏ ｊｓｍｅ ｔ ｏ ｆｃｅｔｆｒＳ ｔｅ ｎ ｆ ｓ ｓｉ ｎＡｄｕｔ ｎ ｅ ｉｎ ｅｔ ｍｅ ｔ ｃ ｏ Ｃ ｉ ｏ ｌ ｏ
Ｆｏ ｄａ ｉ ｎ ｏ ｌＣａ ｃ ｌ ｔ ｄ ｈ ｏ ｇ ｙ ｒ ｄｉ ｉ ｅ Ｓ ｍ ｍ ａ ｉ ｎ Ｍ ｅ ｈｏ ｕｎ ｔｏ Ｓ ｉ ｌ ｕ ａ ｅ ｔ ｒ ｕ ｈ Ｌａ ｅ － ｖ ｄ ｕ ｔｏ ｔ ｄ
Ｄ ｎ － Ｆ Ｍ ｄ ｌ，ｔ ｅ ｆ ｕ ｄ ｔ ｎ ｓ ｉ ｗｉ ｉ ｅ ｅ ｔ ｃ ａ ｉｓ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓｉ ｓ ｌｃ ｅ ｏ ｎ ｌ ｓｓｔ ｅ ａ ｄ ３ Ｄ Ｅ ｍｏ ｅｓ ｈ ｎ ａｉ ｏｌ ｔ ｄｆ ｒ ｎ ｏ ｏ ｈ ｆ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｓ ｅｅ ｔｄ ｆ ｒａ ａ ｙ ｉ ｏ ｇ ｔ
ｔｒ ｕ ｈ Ｌ ｈ ｏ ｇ ＤＳＭ．
Ｋｅ ｏ ｄ ：ａｅ－ ｉ ｄ ｕ ａｉ ｔｏ ；ｓｔｅ ｅ ｔ ｆ ｏ ｎ ａ ｏ ｏ ； ｉｉ ｌｍ ｎ ｅｈ ｄ ａ ｊｓ ｅ ｔ ｙｗ ｒ ｓ ｌｙｒ ｄ ｉｅｓｍｍ ｔ ｎｍｅ ｄ ｅ ｌｍ ｎ ｕ ｄ ｔ ｎｓｉ ｆ ｔ ｅ ｅ ｔ ｔｏ ； ｄｕｔ ｎ ｖ ｏ ｈ ｔ ｏｆ ｉ ｌ ｎｅ ｅ ｍ ｍ
ａ ｄｔｅｒｔ ｆｈ ｒ ｒ ｏｔｅｌｔ ｒ ｓ ｈ ｄｕｔ ｎ ｏｆ ｃ ｎ ｒｓｔｅ ｅ ｔ ｆ ｏ ｎ ａ ｏ ｏ ａ ｕａｅ ｎ ａｉ ｏ ｅｆ ｍｅ ｔ ｅａｊ ｓ ｈ ｏ ｔ ｏ ｔ ｈ ａ ｅ ｉｔ ｍｅ ｔ ｅ ｉ ｔ ｔ ｍ ｎ ｕ ｄ ｔ ｎｓｉ ｃｌ ｌｔ ｃ ｉ ｅ ｆ ｅｌ ｏ ｏｆ ｉ ｌ ｃ ｄ
ｐ ｔｅｉ ｃｎ ｉｏ ｓｏ ｈｃ ｅＬ Ｓ ｓ ａｅ ， Ｏａ ｄｕｔ ｎ ｅ ｄｄ Ｔ ｒｕ ｈｔｅｅｔ ｌ ｈ ｅ ｔ ｆ 一 ｏ ｓ ｏ ｄｔ ｎ ｎｗ ｉｈｔ Ｄ Ｍ ｉ ｂ ｓｄ Ｓ ｎａｊｓ ｈ ｓ ｉ ｈ ｍｅｔ ｓｎ ｅ ｅ ． ｈｏ ｇ ｈ ｓ ｂｉ ｍ ｎ ｉ ａ ｓ ｏ２
ｎ Ｐ － ０
ｓ
降 量 ，然 而 分 层 总 和 法 假 设 条 件 太 多 。其 计 算 结 果 需 要 调
整 。本 文将 采 用 有 限 元 分 析 方 法 对 不 同力 学 参数 时 的 地 基 沉 降 作 数 值 模 拟 ．对 采 用 分 层 总和 法 计 算 地 基 沉 降 提 出调
２ Ｄｅ ａｔ ｎ ｆ ｖｌＥ ｇｎ ｅｉｇ Ｃ ｏ ｇ ｉｇＵｎｖ ｒｉ ｆ ｃｅ ｃ ． ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｉ ｎ ｉｅ ｒ ， ｈ ｎ ｑｎ ｉｅｓ ｙｏ Ｓ ｉｎ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ Ｃ ｏ ｇ ｉｇ４ １ ３ ｈｎ ） Ｃｉ ｎ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ， ｈ ｎ ｑｎ ０ ３ １Ｃ ｉａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｌ ｙ ｒ ｄ ｖｄ ｕ ｓ ｒ ｃ ： ａ ｅ — ｉｉ ｅ ｓ ｍｍａ ｉｎ ｍｅｈ ｄ ｉ ｒ ｃ ｍｍｅ ｄ ｄ ｂ ａｉ ｎ ｌ ｏ ｎ ａｉ ｎ ｄ ｓｇ ｏ ｅ ｔ ａｃ ｌ ｔ ｈ ｔ ｔ ｏ Ｓ ｅ ｏ ｏ ｎ ｅ ｙ ｎ ｔ ａ ｕ ｄ ｔ ｅ ｉｎ ｃ ｄ ｏ ｃ ｌ ｕ ａ ｅ ｔ ｅ ｏ ｆ ｏ ｓ ｔ ｅ ｎ ｆｆ ｕ ｄ ｔ ｎ ｓ ｉ ｂ ｔｔ ｅ ｅ ｐ ｏ ａ ｌ ｘ ｓ ｇ ｅ ｔｄ ｖａ ｉｎ ｉ ｈ ａ ｃ ｌｔ ｄ ｒ ｓ ｈ ｄ ｅ ｔ ｈ ｙ ｅ ｔ ｍｅ ｔｏ ｎ ａ ｉ ｏｌ ｌ ｏ ｏ ， ｕ ｈ ｒ ｒ ｂ ｂ ｙ ｅ ｉｔ ｒ ａ ｅ ｉ ｔ ｎ ｔ ｅ ｃ ｌｕ ａｅ ｅ ｕ ｕ ｏ ｔ ｅ ｈ — ｏ
对地 基 的作用 ． Ｆ的 大 小 由模 型 中 的基 底 面 积 与 控 制 基 底
采 用 有 限 元 程 序 Ａ ｓｓ． 地 基 沉 降 分 别 作 二 维 和 ｎｙ９０对
三 维 数 值 模 拟 ．建 立 模 型 时 根 据 对 称 性 分 别 建 立 １ ／ 维 ２二
模型和 １ ／ 维 模 型 ， 图 ２和 图 ３所 示 。模 型 中基 础 材 料 ４三 如
表 ２ 各 种 分 析 工 况 下施 加 的 集 中 力 ，
图 ２ 模 拟 地 基 沉 降 二 维 模 型
３ 有 限 元 数 值 分 析 结 果
通 过 有 限 元 数 值 分 析 可 得 出各 种 工 况 不 同 基 底 净 反 力 作 用 下 的 地 基 总 沉 降 Ｓ结 果 列 于 表 ３ 表 ４， 时将 分 层 总 ， ． 同
ＢＡＩＤｅ— ｉ ｘ ｎ’ ＸＵ ａ —ｃ ｎ Ｎｉ ｎ ｈｕ
（． ａｊ ｇＡｍｙＣ ｍｍ ｎ ｏ ｅｅ，ｈｎ ．．．Ｎ ｊ ｇ ｉｎｓ １０ ５Ｃ ｉａ １ Ｎ ｎｉ ｒ ｏ ａ ｄＣ ｌ ｇ Ｃ ｉａＰＬＡ ， ａ ｉ ａｇｕ２ ０ ４ ｈｎ ； ｎ ｌ ｎ ｎＪ
如表 ２所 列 。 维 模 型时 分 别 取 ０８ ５ｆ 三 ． ２ ａ和 １ ｆ 分 析 ． ａ作 １ 是 因 为 按 式 （） 算 出 的 承 载 力 特 征 值 是 针 对 条 形 基 础 ， ２计 对
于 独 立基 础 。 结 果 偏 小 。 其 Ｍ ｂ Ｍ ＋ Ｉ＋ ｄ Ｍ
匀 等 向 ． 分 层 总 和 法 条 件 一 致 ， 际 上 ． 者 也 进 行 了地 与 实 作
基 土 上 软 下 硬 时 的 有 限 元 二 维 分 析 （ 随 深 度 递 增 ） 得 到 ，
图 ３ 模 拟 地 基 沉 降三 维 模 型
的 ｓ、 ／ 比值 与 表 ３中数 值 基 本 相 同 ．另 外 分 层 总 和 法 计 算 ｓ
地 基 设 计包 括 两 方 面 的 内容 ：地 基 强 度 验 算 和 地 基 变 形 验算 ， 基 变 形 过 大会 影 响 建 筑 物 的 正 常 使 用 ． 基 的不 地 地
均 匀 沉 降 会 引 起 基 础 或 上 部 建 筑 物 的 开 裂 ．在 浅 基 础 设 计 中 地 基 变 形 验 算 有 时 要 起 到 控 制 作 用 ，决 定 着地 基 的 埋 置 深 度 和 基 底 面 积 的 大 小 。现 阶段 的 《 筑 地 基 基 础 设 计 规 建 范 ） Ｂ ０ ７ ２ ｏ 【 荐 采 用 分 层 总 和法 计 算 地 基 的 最 终 沉 Ｇ ５ ０ — ０ ２帷
和 法 计 算 出 的 地 基 沉 降 ｓ 对 比 给 出 ． 计 算 ｓ 时 ． 上 到 、 在 、 由
下 分 别 按 ０３ （０ ） ． （０ ） ． （０ ） 下 部 地 基 ．ｂ＝ ． ｍ ，４ ＝ ． ｍ ，５ ＝ ． ｍ 将 ６ ０ ｂ ８ ０ｂ ５
分成 １ ３层 ． 于 文 章篇 幅 ， 此 不 给 出计 算 过 程 。 限 在
条 件 引起 的 偏 差 效 应 ， 范上 的沉 降经 验 调 整 系数 的 局 限 性 一 并 作 了具 体 的 分 析 。 规
【 键 词 １ 分层总和法 ； 关 地基沉 降； 有限单元法 ； 系数 调整
【 图分类 号］Ｕ ３ ｆ 中 Ｔ ４ ３ 文献标 识 码１ 『 Ａ 文章 编 号］０ ５ ６ ７ （０ ）６ ０ ８ — ３ １０ — ２０ ２ １ Ｏ — ０６ ０ １
侧 限压缩试验 的指标 ； 假设 ３ 基 础 沉 降 量 根 据 基 础 中心 点 ， 下 土柱 所 受 的 附加 应 力 Ｏ 进 行 计算 ： 设 ４ 基 础 最 终 沉 降 ＇ Ｚ 假 ， 量等 于 基础 底 面下 某 一深 度 范 围 内各 土层 压缩 量 的 总和 。 分 层 总 和 法 的 计 算 公 式 如 式 （） 示 ， １为 地 基 沉 降 分 １ 所 图 层 计算示意图 。
江 苏 建 筑
wenku.baidu.com
２ １ 年 第 ６期 （ ０１ 总第 １５期 ） ４
分层总和法计算地基沉降调整系数讨论
柏 德 新 ． 年 春 许
（南京 陆 军指 挥学 院 营建 办 ， 苏南 京 江
２ ０ ４ ；重 庆科 技 学院 建筑 工程 学院 ， １０ ５ 重庆
４ １３ ） ０３１
［ 摘 要】 现阶段的基础设计规范推荐采用分层总和法计算地基的最终沉降量， 然而分层总和法假设条件太多， 计算结果
为 混 凝 土 Ｃ ０ 底 面尺 寸 ｂ ｌ２０ｍｘ ． ｍ． 度 取 ０４ｍ． ２． ｘ＝ ． ３ 厚 ０ ． 通 过施 加线 荷载 （ 维 ） 面荷 载 （ 维 ） 模拟 埋深 ， 口 二 或 三 来 即 ＝ ｄ 为 地 基 土 重 度 。 ，
附加 应 力 值 Ｐ 相 乘 得 到 。 种分 析 工 况施 加 的 集 中 力 Ｆ值 ｎ 各