文克勒地基模型

地基模型弹性支点法‎弹性支点法‎是在弹性地‎基梁分析方‎法基础上形‎成的一种方‎法,弹性地基梁‎的分析是考‎虑地基与基‎础共同作用‎条件,假定地基模‎型后对基础‎梁的内力与‎变形进行计‎算分析。

由于地基模‎型变化的多‎样性,弹性地基梁‎的分析方法‎也非常多。

地基模型指‎的是地基反‎力但由于问题‎的复杂性,不论哪一种‎模型与变形之‎间的关系,至今,学术界提出‎了不少模型‎,都难以‎完全反映地‎基的工作性‎状,因而都有一‎定的局限性‎。

目前,运用最多的‎是线弹性模‎型,包括文克尔‎地基模型、弹性半空间‎地基模型和‎有限压缩层‎地基模型。

1.地基模型①文克尔地基‎模型早在186‎7年,捷克工程师‎E.文克尔(Winkl‎e r)就提出了以‎下的假设:地基上任一‎点所受的压‎力强度p与‎该点的地基‎沉降量s成‎正比,即pks式中比例系‎数k称为基‎床反力系数‎(或简称基床‎系数),其单位为K‎N/m3.对某一种地‎基,基床系数为‎一定值。

根据这一假‎设,地基表面某‎点的沉降与‎其它点的压‎力无关,故可把地基‎土体划分成‎许多竖直的‎土柱,如下图所示‎,每条土柱可‎用一根独立‎的弹簧来代‎替。

如果早这种‎弹簧体系上‎施加荷载,则每根弹簧‎所受的压力‎与弹簧的变‎形成正比。

这种模型的‎基底反力图‎形与基础底‎面的竖向位‎移性状是相‎似的。

如果基础刚‎度非常大,受负荷后基‎础底面任保‎持为平面,则基底反力‎图按直线规‎律变化。

按照文克尔‎地基模型,实质上就是‎把地基看作‎是无数小土‎柱组成,并假设各土‎柱之间无摩‎擦力,即将地基视‎为无数不相‎联系的弹簧‎组成的体系‎,也即假定地‎基中只有正‎应力而没有‎剪应力,因此,地基的沉降‎只发生在基‎底范围以内‎。

事实上,土柱之间存‎在着剪应力‎,正是剪应力‎的存在,才使基底压‎力在地基中‎产生应力扩‎散,并使基底以‎外的地表发‎生沉降。

尽管如此,文克尔地基‎模型由于参‎数少、便于应用,所以ren‎是目前最常‎用的地基模‎型之一。

基础工程-知识点第二章1.地基计算模型(一)文克尔地基模型(二)弹性半无限空间地基模型(三)有限压缩层地基模型2.文克尔地基模型假定:假定地基土表面上任一点处的变形与该点所承受的压力强度成正比,与其他点上的压力无关3.柱下条形基础的设计计算步骤(不计算)(1)求荷载合力重心位置(2)确定基础梁的长度和悬臂尺寸(3)按地基承载力设计值计算所需的条形基础底面积A,进而确定底板宽度b。

(4)软弱下卧层承载力和地基变形验算,并对基础底面尺寸进行修正。

(5)按墙下条形基础设计方法确定翼板厚度及横向钢筋的配筋。

(6)基础梁的纵向内力计算与配筋4.柱下条形基础的纵向内力计算方法(1)简化计算方法(2)地基上梁计算方法(3)考虑上部结构刚度的计算方法5.倒梁法定义计算步骤倒梁法定义:是不考虑上部结构—基础—地基共同作用的基础梁分析计算方法倒梁法计算步骤:(1)根据地基计算所确定的基础尺寸,改用承载能力极限状态下荷载效应基本组合进行基础的内力计算。

(2)计算基底净反力分布,在基底反力计算中应扣除基础自重,因自重荷载不会在基础梁中引起内力。

(3)确定计算简图(4)用弯矩分配法或其他解法计算基底反力作用下连续梁的弯矩、剪力分布和支座的反力Ri。

(5)调整与消除支座的不平衡力6. Winkler地基上梁计算方法适用条件(1) 近于液体状态的软弱土或者地基中塑性变形区己控制了基底主要持力层范围或基础梁下有很薄的软弱土层,其下为不可压缩地层时。

(2) 在考虑相邻柱下条形基础影响时,不适宜采用该法。

(3)在计算中会出现基底拉力的情况,实际上这是不可能的,因为此时基础与地基已脱开。

这是由于假定中满足变形协调条件引起的,但这对荷载作用点附近计算内力不会产生过大偏差。

(4)基床系数k对计算结果的影响。

在常用k值范围内,对弯矩影响不显著。

如计算k值误差为100 %,内力变化仅达到15%。

(5)基础梁悬臂长度对近端第一支座和跨中弯矩影响较大。

改进的文克尔地基模型对地基刚度折算值的计算方法夏栋舟;刘建华【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2008(033)004【摘要】由于地基土本身性态的复杂性,因而没有一个普遍都能适用的数学模型来进行地基的计算分析.在已有的线弹性地基模型中,文克尔地基模型和弹性半无限体等地基模型都不能将完整的将土介质的连续性、分层特性、地基中的剪应力以及应力扩散等特性包含进去.因此提出一种改进的文克尔地基模型,考虑了土体受力的连续性,使基础和地基之间受力和变形更接近于实际状态,地基刚度的折算值也变得更加精确、合理.【总页数】5页(P42-46)【作者】夏栋舟;刘建华【作者单位】湖南大学,土木工程学院,湖南,长沙,410082;长沙理工大学公路工程学院,湖南,长沙,410076【正文语种】中文【中图分类】TU471【相关文献】1.改进的文克尔模型对地基刚度折算值的计算 [J], 黄欣荣;闫岩;夏栋舟2.改良文克尔地基模型地基刚度折算的计算方法 [J], 赵海平;张作鹏3.考虑水平力作用的改进型文克勒地基模型 [J], 周继凯;杜钦庆4.柱下条形基础的文克尔(Winkler)地基模型的计算与比较 [J], 朱起红;吴良5.柱下条形基础的文克尔(Winkler)地基模型的分析与研究 [J], 朱起红;吴良因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

文克勒地基模型该帖被浏览了514次 | 回复了2次文克勒地基模型:地基上任一点所受的压力强度p与该点的地基沉降S成正比,即p=kS式中比例常数k称为基床系数,单位为kPa/m 。

﹙地基上某点的沉降与其它点上作用的压力无关,类似胡克定理,把地基看成一群独立的弹簧。

﹚﹙文克勒假设:假设每单位面积上所受的压力与地基沉陷成正比。

这一假设可以用于变宽度的基础梁,也可用于任何形状的基础板。

但按此假设,沉陷只发生在地基的受压部分。

﹚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,使基底以外的地表发生沉降。

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。

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。

半无限大弹性体假设:假设地基是半无限大理想弹性体,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。

基础梁的计算通常有两种方法:一种是导出基础梁的基本方程(微分方程和积分方程),然后求解这些方程。

文克勒地基模型:地基上任意一点所受的压力强度p与该点的地基沉降量s成正比,即p=ks 式中比例系数k称为基床反力系数刚性桩:当桩很短或桩周土很软弱时,桩、土的相对刚度很大,属刚性桩。

扩展基础的分类:无筋扩展基础(墙下条形基础、柱下独立基础)和钢筋混凝土扩展基础(墙下钢筋混领土条形基础、柱下钢筋混凝土独立基础)P k=( F K+G K)/A各物理量的含义:G K=γG Ad γG =20P k :相应于荷载标准组合时,基础底面的平均压力值F K:相应于荷载标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力值G K:基础自重和基础土重,若在地下水以下部分应扣去浮托力地基基床系数:1.按基础的预估沉降量确定:k=P0/S m (p0基地平均附加压力s m 基础的平均沉降量)2. 对于为h的薄压缩层地基,k=Es/h(Es土层的平均压缩模量)弹性半空间地基模型:是将地基视为均质的线性变性半空间,并用弹性力学公式求解地基中的附加应力或位移的一种模型。

S=P(1-μ2) /πEor预制桩的沉桩方式:锤击沉桩法,振动沉桩法,静压沉桩法群桩效应:在竖向荷载的作用下,由于承台、桩、土的相互作用,群桩基础中的一根桩单独受荷时的承载力合沉降性状,往往与相同地质条件和设置方法的同样独立单桩有显著差别,这种现象称之为群桩效应。

软弱下卧层:承载力显著低于持力层的高压缩性土层沉管灌注桩:是指采用锤击沉管打桩机或振动沉管打桩机,将套在预制钢筋混凝土桩尖或带有活瓣桩尖的钢管沉入土层中成孔,然后边灌注混凝土、边锤击或边振动边拔出钢管并安放钢筋笼而形成的灌注桩。

竖向荷载作用下单桩沉降构成:(1):桩身弹性压缩引起的桩顶沉降。

(2):桩侧阻力引起的桩周土中的附加应力一压力角向下传递,致使桩端下土体压缩而产生的桩端沉降。

(3):桩端荷载引起桩端下土体压缩所产生的桩端沉降。

基底附加压力P0:基底压力与基础建造前土中自重应力之差P0=P k-σ c d(σ c d 基地处土的自重应力值)振动法沉桩:是采用振动锤进行沉桩的施工方法,适合可塑状的黏性土和沙土对受振动时土德抗剪强度有较大降低的砂土地基和自重不大的钢桩,沉桩效果更好桩按性质和竖向受力情况分类:端承型桩和摩擦型桩条形基础内力计算方法分类:简化计算法和弹性地基梁法按规范承载力表确定承载力特征值时,基础宽度如何修正:当基底宽度小于3m 时按3m考虑,大于6m时按6m考虑摩擦型群桩承台脱地的情况下群桩效应受三个因素影响是:承台的刚度影响、基土性质的影响、桩距s的影响影响基础埋深的主要因素是那几个条件:与建筑物有关的条件、工程地质条件、水文地质条件、地基冻融条件、场地环境条件相邻建筑物基础影响及处理措施:靠近原有建筑物新修建的新基础时,如基坑深度超过原有的基础埋深,则可能引起原有基础下沉或倾斜。

新基础的埋深不宜超过原有的基础底面,否则新、旧基础间应保持一定的净距,其值不宜小于两基础底面高差的1~2倍。

如果不能满足这要求,施工期间应采取有效措施保证邻近原有建筑物的安全,如:新建条形基础分段开挖修筑,基坑壁设置临时加固支撑等钻孔灌注桩的施工工序:先将桩孔位置的土排出地面,然后清除残渣,安放钢筋笼,最后浇灌混凝土。

倒梁法计算步骤:1.确定基础底面尺寸2.基础底板计算 3.基础梁内力计算(①计算基底净反力设计值②内力计算挤土桩的成桩效应:挤土桩成桩过程中产生的挤土作用,将使桩周土扰动重塑、侧向压应力增加,且桩端附近土也会受到挤密。

非饱和土因受挤而增密,增密的幅度随密实度减小或黏性降低而增大。

而饱和黏性土则因瞬时排水固结效应不显著、体积压缩变形小而引起超孔隙水压力,使土体产生横向位移和竖向隆起,致使桩密集设置时先打入的桩被推移或抬起,或对邻近的结构物造成重大的影响。

非挤土桩的成桩效应:在成桩过程中,随着孔壁侧向应力的解除,桩周土将出侧向松弛变形而产生松弛效应,导致桩周土体强度降低,桩侧阻力随之降低。

浅基础设计方法通常把上部结构、基础和地基三者分离开来,分别对三者进行计算的步骤:先是框架底柱底端为固定支座,将框架分离开来,然后计算荷载作用下框架的内力。

再把求得的注脚支座反力作为基础荷载反方向做用于条形基础上,按直线分布假设计算基底反力,球的基底的截面反力,将基底压力施加于地基上并作为柔性荷载来验算地基承载力和地基沉降。

单桩竖向荷载的传递机理:当桩轴向荷载的传递过程就是桩侧阻力与桩端阻力的发挥过程。

桩顶荷载通过发挥出来的侧阻力传递到桩周土层中去,从而使桩身轴力与桩身压缩变形随深度递减。

当挡土墙抗滑稳定性、抗倾覆稳定性或地基承载力不足时,可采取哪些改进措施: (1) 减少土的压力:(2) 增加墙踵的悬臂长(在原基础底板墙踵后面加设抗滑拖板、在原基础底板墙踵部分加长)(3) 提高基础抗滑能力(基础底板做成倾斜面、设置防滑键、增加摩擦系数μ值,提高挡土墙抗滑能力)弹性半空间地基模型的优缺点优点:弹性半空间地基模型具有能够扩散应力和变形的优点,可以反映邻近荷载的影响。

缺点:弹性半空间地基模型的扩散能力往往超过地基的实际情况,所以计算所得的沉降量和地表的沉降范围,常较实测结果为大,同时该模型未能考虑到地基的成层性,非均质性以及土体应力应变关系的非线性等重要因素。

什么情况下可以考虑用摩擦桩:①桩的是长径比很大,桩顶荷载只能通过桩身压缩产生的桩侧阻力传递给桩周土,因而端下涂层无论坚实与否,其分担的荷载都很小;②桩端下无较坚实的持力层③桩底残留虚土或残渣较厚的灌注桩④打入邻桩使先前设置的桩上抬、甚至桩端脱空等情况。

文字叙述有限长梁解题计算步骤: 1.按式(3-18)和式(3-21)以叠加法计算已知荷载在梁2上的相应于梁1两端的A和B截面引起的弯矩和剪切力Ma,,Va 和Mb ,Vb。

2.按式(3-24)或式(3-25)计算梁端边界条件力F A, M A和F B, M B。

3.在按式式(3-18)和式(3-21)以叠加法计算在已知荷载和边界条件力的共同作用下,梁2上相应于梁1所求界面处的ω、θ、M 和V值。

减少桩的负摩擦力的工程措施: 1.预制混凝土桩和钢桩(对位于欠固结土层、湿陷性土层、冻融土层、液化土层、地下水位变动范围,以及受地面对在影响发生沉降的土层中得预制混凝土桩和钢桩,一般采用涂以软沥青涂层的办法来减少负摩擦阻力,涂层施工时应注意不要将涂层扩展到需要利用装侧正摩擦阻力的桩身部分。

2.对穿过欠固结等土层制成与坚硬持力层上的灌注桩,可采用以下措施来减少负摩擦阻力:①在沉降土层范围内插入比钻孔直径小50~100mm的预制混凝桩段然后用高稠度膨润土泥浆填充预制桩段外围形成隔离层;②对于作业成孔灌注桩;可在沉降土层范围内的孔壁先铺设双层筒形塑料膜,然后再浇筑混凝土,从而在桩身与孔壁之间形成可自由滑动的塑料薄膜隔离层。

THE END
0.文克勒地基模型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,使基底以外的地表发生沉降。 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。 jvzquC41ddy/ex6::0ipo8yjtgge/<838866/:230jznn
1.文克勒地基模型.doc文克勒地基模型:地基上任意一点所受的压力强度p与该点的地基沉降量s成正比 ,即 p=ks 式中比例系数k称为基床反力系数 刚性桩:当桩很短或桩周土很软弱时,桩、土的相对刚度很大,属刚性桩。 扩展基础的分类:无筋扩展基础(墙下条形基础、柱下独立基础)和钢筋混凝土扩展基础(墙下钢筋混领土条形基础、柱下钢筋混凝jvzquC41oc~/dxtm33>/exr1jvsm1;53:1632>4373?4;<;90unuo
2.地基反应模量的含义及在机场道面设计中的应用是什么文克勒地基模型由于假设简单,k值测试方便,被广泛采用。我国过去在机场道面设计中一直采用地基反应模量。《民用运输机场水泥混凝土道面设计规范》(MHJ5004-95)采用文克勒地基模型并以地基反应模量作为地基强度指标。《民用机场飞行区技术标准》(MH5001-2000)要求报告道面强度PCN值以及土基强度等级,其刚性道面的土基强度等级jvzquC41o0pjcwxjg;?/exr1lkgo|jt1|krjcx4|j462699382>69<9828:6;990ujznn
3.反应模量、承载力、CBR、压缩模量关系土基回弹模量是表征弹性半空间体地基荷载与变形的关系,地基反应模量是表征文克勒地基的变形特性。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:jvzq<84yyy4vpsx0eqs0|~nzkp~jcx}k1|omkjt142782@7722612Ad362:5::3jvor