文克勒地基模型及地基系数分布规律

目前，主要有两种弹性地基模型：

一种是温克勒地基模型；

另一种是半空间弹性体地基模型；

此外尚有介于两种模型之间的双参数弹性地基模型以及有限压缩层地基模型等。

文克勒地基模型是原捷克斯洛伐克工程师文克勒(WINKLER)1876年提出的，其基本假定是地基上任一点的弯沉L，仅与作用于该点的压力P成正比，而与相邻点处的压力无关，反映压力与弯沉值关系的比例常数K称为地基反应模量，即：`K=(P)/(L)`

式中 K——地基的反应模量(MPa/m或MN/m3)；

P——单位压力(MPa)；

L——弯沉值(m)。

根据上述假定，可以把地基看作是无数彼此分开的小土柱组成的体系，或者是无数互不相联的弹簧体系。

文克勒地基模型由于假设简单，K值测试方便，被广泛采用，但这种地基模型有明显的缺点，它忽略了地基中剪应力的存在，与实际情况出入较大。

文克勒地基模型忽略了地基中的剪应力，而正是由于剪应力的存在，地基中的附加应力才能向旁扩散分布，使基底以外的区域发生沉降。

凡力学性质与水相近的地基，例如抗剪强度很低的半液态土﹙如淤泥、软粘土﹚地基或基底下塑性区相对较大时，采用文克勒地基模型就比较合适。文克勒地基又可称为稠密液体地基，地基反应模量K相当于液体的密度，地基反力相当于液体的浮力。

此外，厚度不超过梁或板的短边宽度之半的薄压缩层地基也适于采用文克勒地基模型。﹙这是因为在面积相对较大的基底压力作用下，薄层中的剪应力不大的缘故。﹚

实际上，沉陷也发生在受压范围以外。

半无限弹性体假设：假设地基是半无限理想弹性体，采用弹性力学中半无限大弹性地基的沉陷公式来计算地基的沉陷。

显然一般土壤与理想弹性体是有区别的。土壤是颗粒体，而且不能或几乎不能承受拉力。因此，必须土壤中没有拉应力发生时，这个土壤地基才能当做连续体看待。

中厚度假设：假设地基是中等厚度的弹性层(有限压缩层)，用弹性力学导出地基的沉陷公式。

按照后两种假设计算基础梁时，必须把问题区分为平面问题和空间问题，前者又必须区分为平面应力问题和平面形变问题。

如果地基是均匀整岩，或是很厚的均匀土层，才能用半无限大弹性体假设来计算。如果可压缩土层的厚度和基础的最大水平尺寸同阶大小，则须按照中厚度地基假设来计算。

如果地基的可压缩层较薄，与基础的最大水平尺寸相比，成为一个很薄的垫层，那就可以按照文克勒假设来计算。

半无限弹性体模型中忽略了上部结构刚度的影响，而文克勒模型中把基础当作绝对刚性的，忽视上部结构的存在，把基础看成地基上孤立的梁和板，而事实上结构-基础-地基是相互作用的。