两根弹簧,推导出复合地基承载力计算公式(下)

      由上篇得到了桩、土、基础三者的应力关系公式fsp=fp · m+f·(1-m),下一步可根据桩身情况(有粘结强度或散体材料)推导各自的复合地基承载力计算公式。

       1、对散体材料桩,桩身承载力不能单独测出,桩身应力由与土之间的应力比表达,定义桩土应力比 n=fp ÷f,则:

fp = n · f

得出:fsp =fp · m+f·(1-m)

                = n · fs · m+f-f·m

                =  fs · (n·m+1-m)

                 =  fs · [1+m · (n-1)]

      桩间土处理后承载力会提高,定义提高后的桩间土承载力为fs =α· fakα由当地工程经验与试验得出。散体材料桩

fsp = α· fak · [1+m · (n-1)]

 

      2、对有粘结强度的桩,桩的应力由单桩承载力 Ra表达,定义桩顶平均应力 f= Ra÷Ap,则:

fsp =fp · m+f·(1-m)

            =Ra÷Ap · m+f·(1-m)

      定义提高后的桩间土载力为fs =fsk单桩承载力Ra发挥系数λ,桩间土承载力fs发挥系数β,λ与β由当地工程经验与试验得出。则对有粘结强度的桩:

fsp =λ · Ra÷Ap · m+ β · f·(1-m)

 

      3、对处理后的复合土体,其压缩模量由以下推导得出:

      对弹簧1(桩)有:S=F÷K;对弹簧2(土)有:Ss=Fs÷Ks;又因为

木板位移S=Sp=Ss,则:

由S=F÷K=Ss=Fs÷Ks,可得:F÷Fs=K÷Ks

而对处理前后的土体:F÷Fs=(fsp · A)÷(f·A)= fsp÷f

所以有:fsp÷fs =K÷Ks

      上式说明:处理前的土(即只有弹簧2时)的上部平均压力fsp,对应的土体压缩模量为Ks处理后的土(即弹簧1、弹簧2同时存在时)的上部平均压力fs,对应的土体压缩模量为K。

令 ξ =fsp÷fs=K÷Ks

      处理后的复合土体压缩模量K相比处理前的土体压缩模量Ks提高倍数处理前后的上部平均压力之比fsp÷fs成正比,定义为 ξ 。处理前后压缩模量分别用Es和Esp表示,处理前后上部平均压力(地基承载力分别用fakfspk表示,则:

ξ =fspk÷fak

Espξ · Es

 


《两根弹簧,推导出复合地基承载力计算公式(下)》- 投稿作者:小唯拔拔是个灵魂画师 - 发布于:翻身猫建筑自学网定义:弹簧1为桩,弹簧2为桩间土,木板为基础;

          弹簧1受到的压力为Fp,弹簧2受到的压力为Fs

          弹簧1的刚度为Kp,弹簧2的刚度为Ks

          弹簧1的变形为Sp,弹簧2的刚度为Ss

          弹簧1(桩)的截面积为Ap,弹簧2(桩间土)的面积为As

        (基底)总面积为A=Ap+As;压力F=Fp+Fs;变形S=Sp=Ss

          置换率为m=Ap÷A。

          基底平均应力为fsp=F÷A

          桩顶平均应力为fp=Fp÷Ap

          桩间土平均应力为fs=Fs÷As

 


关于复合地基压缩模量的规范条文:

      《建筑桩基技术规范》JGJ94-2012第7.1.7条规定:复合地基变形计算应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定,地基变形计算深度应大于复合土层的深度。复合土层的分层与天然地基相同,各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的ξ 倍,ξ 值可按下式确定:

ξ =fspk÷fak      (7.1.7)

式中:ƒak——基础底面下天然地基承载力特征值(kPa)。


 

 

 

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