对堆载预压分级荷载计算的设想

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2005年3月地基处理21对堆载预压分级荷载计算的设想孟昭即石利平(中国化学工程第一勘察设计院沧州061001)【提要】本文以正常固结饱和土三轴剪切试验的极限平衡方程为基础，对堆载预压分级荷载的计算进行了探讨，并提出了计算方法。在设计堆载预压工程查阅有关资料时，感到计算方法有前后不适的问题。工作完成了，施工也很顺利。然而问题并未解决。排水固结法，堪称地基处理中最复杂的方法之一。本文试图以天然地基正常固结饱和土所具有的强度为基础，从三轴剪切试验的极限平衡方程以及试验时施加的竖向极限破坏荷载=，+△，出发，探讨分级荷

2、载计算方法。谬误之处，敬请指正。分级荷载计算的理论基础(1)计算地基极限承载力的斯开普顿公式(i一t＼t’图1为便于以后的比较，先回顾一下斯开普顿公式。被推荐且认为结果与实际比较接近地}收稿日期：2004年l2月维普资讯http://www.cqvip.com22地基处理第l6卷1期计算地基极限荷载的斯式为：P=5．14C导出该式的条件为：①假设=0，适于饱和土；②d=0的条形基础，荷载作用在地表；③计算允许承载力时P：。取1．1～1．5。天然正常固结饱和土地基上的堆载预压正适合上述①②条，显然用斯式计算第一级荷载P。是恰当的。可是，如果地基的≠0，有违导出的

3、假设，就不能再用该式了。(2)固结快剪及其莫尔圆用同一正常固结饱和土样分别做无侧限抗压强度和三轴固结快剪所得数据做图，可得到如图1所示：由图可以得到：①无侧限抗压强度，荷载。=g，快剪抗剪强度S=C=；②=0；③三轴固结快剪竖向极限荷载：，+△。；④极限平衡方程式：1=3tan(45。+华)+2c．tan(45。+华)对正常固结饱和土固结快剪，C=0，上式变为：O"l：3tg2(45。+)或0"3：———一[tan(45。+)一1]⑤=，+Ao-，是大主应力，莫尔圆的终点，，是小主应力，莫尔圆的起点；Ao-=。一，是莫尔圆的直径；⑥内摩擦角为；⑦破裂面与水平线

4、夹角为45。+；⑧圆公切线通过原点，内聚力C=0。计算分级荷载的设想前文曾提到，正常固结饱和土：o，用P。=芸计算第一级荷载是恰当的。但是P以后就不能再用它了，因为P的施加相当排水固结，≠0。用什么办法计算呢?经过维普资讯http://www.cqvip.com2005年3月地基处理多种思考分析比较，使用三轴固结快剪试验极限方程形式，更加贴近实际预压工程，当第一级荷载P。当做预压荷载施加在地基上后，地基开始固结，这一状态很象三轴固结快剪试验，故而第二级荷载P及以后的计算使用三轴固结快剪的试验所得极限平衡方程是合适的。三轴固结快剪有很多优点，但更突出的优点一是可

5、靠，二是力的状态比较直观明确。(1)三轴固结快剪有关要点：①正常固结饱和土三轴固结快剪试验所得、，和之间的极限平衡关系为：0"1=tg2(45+)；②=，+△，是所加的竖向极限破坏荷载；(2)P及以后分级荷载的计算在上述基础上，对P：及以后分级荷载计算方法设想为：①以天然地基的c为基础，以P：计算的P，作为第一级荷载，并把P1当作荷载增量△；②用前述极限平衡方程，=—————一·△㈠计算出，一，那么㈠=[tg2(45+)一1]+△就是土体破坏时所加的竖向极限荷载；③以P：：计算出P2；④同样的，把P当作荷载增量△㈠，并仍用前式计算出，一，则一=o-，一z+△，

6、同理以P，：：兰求出P，。以此类似的可求出P、P⋯⋯，如果有的话。直到满足设计荷载。上述计算，有以天然地基强度C和用它考虑了安全系数计算的P为基础；有以固结快剪试验取得的。作为参量的极限平衡方程，还有以妒为直线的控制以及综合安全系数的调节，用O"I：计算分级荷载P，全部过程都是在以为直线的下面，即由极AA限一安全，应该说是可行和安全的。但极限荷载，逐渐地增大，并没有与因荷载增大而引起地基强度增长和衰减现象直接联系起来。这不免令人有所疑虑。这一问题可以用一个既考虑地基强度增长又顾及到地基强度衰减的系数叼，且将其和揉在一起的综合系数，来调控解决。考虑安全系数和增衰

7、系数r／的综合系数当荷载加上后，地基强度随着固结而增长是科学的，同时又有衰减也是有道理的。前者，很多学者提出了著名的理论计算公式；后者，目前尚无法计算。为解决增衰问题，有科研单位也给出了来自工程实践的统计折减系数。为了考虑这些因素，可引入一个综合折扣系维普资讯http://www.cqvip.com24地基处理第16卷1期数。我们知道，安全系数，取值为1．1一1．5；折减系数田已由工程实际中测定为0．75—0．9，改成与K一样形式，则l／77为：1．11—1．33，那么含有K、77的综合系数K则为：1．2—2．0。前述以P：O"1计算的P及其以后的不足，以K在

8、1。22．0取值，或大或小，参照已有A