复合地基的复合模量分析(新)

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1、复合地基的复合模量分析Compositemodulusanalysisofcompositefoundation闫明礼1，闫雪晖1，闫雪峰2（1.中国建筑科学研究院地基所,北京100013;2.冶金部建筑研究总院地基所,北京100088）摘要：本文回顾了桩体压缩模量、桩的变形模量、复合模量的基本概念，介绍了计算复合模量的两种表达式，讨论了影响复合模量的相关因素，通过在不同桩型复合地基中的应用，对两种表达式的合理性及存在的问题进行了评述。关键词：桩体压缩模量，桩的变形模量，复合模量中图法分类号：TU4文件标

2、识码：A文章编号：作者简介：闫明礼（1942-），男，河北乐亭人，研究员，博士生导师，国际土力学会会员，《岩土工程学报》编委，《地基处理》杂志编委，1966年毕业于天津大学水港专业，1981年获中国建筑科学研究院岩土工程专业硕士学位，现在中国建筑科学研究院地基所从事土的工程性质、地基处理等领域的研究开发工作。YanMing-li1,YanXue-hui1,YanXue-feng2(1.ChinaAcademyofBuildingResearch,Beijing100013;2.CentralResearc

3、hInstituteofBuilding&Construction,IMMBeijing100088)Abstract:Inthispaper,basicconceptofcompressionmodulus,deformationmodulusofpileandcompositemodulusofcompositefoundationarereviewed.Twokindsofexpressiononcalculatingcompositemodulusareintroduced.Relativefac

4、torsaffectingoncompositemodulusarediscussed.Throughapplicationoncompositefoundationmadeofdifferentkindsofpile,rationalityandproblemsofthetwotypesofexpressioncalculatingcompositemodulusareevaluated.Keywords:compressionmodulus,deformationmodulusofpile,compo

5、sitemodulus.50前言《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002（简称地基规范）和《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002（简称地基处理规范）已经颁布执行，新规范的一个重要变化是强调了按变形控制进行地基设计的基本思想。应当指出，地基变形计算远不如承载力计算研究的更深入、更成熟。特别是复合地基，由于不同材料的增强体的存在，使得变形计算更为复杂化。当前，采用解析法进行变形计算的报道尚不多见，数值计算方法虽然为复合地基变形计算提供了新的途径，但土和增强体本构关系的研究，远没达到普遍推广应用的

6、成熟阶段。广大工程技术人员更看重于以某些理论为基础的经验公式，即地基规范推荐的单向分层总和法。这一方法的特点是：计算方法简单，广大工程技术人员易于掌握。计算时，按各向同性均质变形体理论计算地基内的应力分布，采用土的压缩模量和单向分层总和法进行地基变形计算，在积累了大量沉降实测值和计算值相关关系的基础上，对计算值进行修正求得地基变形。地基处理规范规定，加固后的地基变形计算按《建筑地基基础设计规范》GB50007有关规定执行。即除了假定桩长范围内的复合土层为一等效天然地基，它的压缩模量用复合模量来表示外，其它

7、计算与天然地基完全相同。显然，复合模量表达式的合理性，对变形计算结果具有直接影响，这也是广大工程技术人员关心的重要问题之一,本文将对此进行一些分析和讨论。1桩体压缩模量、桩的变形模量及复合模量1.1桩体压缩模量桩体压缩模量是表征桩体在外荷作用下抵抗变形能力的量度。通常取桩体试样在实验室测定。对于水泥土搅拌桩和旋喷桩，根据压缩模量的定义，应当令桩体试样在侧限条件下进行试验，实用上，水泥土搅拌桩用立方体试块抗压强度平均值的某个倍数来表示，旋喷桩曾用测定混凝土割线模量的方法确定。需要说明的是，桩体压缩模量只与桩

8、体材料本身有关，是桩体材料的性质，与桩的几何尺寸（桩长、桩径）和桩周桩端土性状无关。1.2桩的变形模量如图1所示，建筑物荷载P通过基础将荷载传到桩和桩间土上，桩顶应力为sp，桩间土平均应力为ss，桩在荷载作用下，桩顶产生竖向位移S，且S由两部分组成，其一是桩体本身的压缩变形量Sc，其二是桩克服土的侧阻和端阻产生的刚体位移量Ss，即S＝Sc＋Ss。桩的模量应是桩顶应力与桩的相对变形之比。这个相对变形量既包含桩本身的压缩量Sc也包