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1、第1期广东水利水电No.12002年2月GUANGDONGWATERRESOURCESANDHYDROPOWERFEB2002根据经验地基承载力反算土的强度和变形参数杨光华(广东省水利水电科学研究院,广州 510610)摘 要:在标准贯入试验或其他方法确定的经验地基承载力基础上,提出通过地基强度公式和弹性力学沉降计算公式反算土的强度和变形参数的方法,可作为合理确定土的参数的重要途径之一,并供参考。关键词:地基承载力;强度;沉降;变形中图分类号:TU470 文献标识码:A 文章编号:1008-0112(2002)01-0003-041 前言地基规范中提
2、供了按标准贯入试验击数及其他物理指标确在地基设计中,我们通常需确定土的强度参数,如粘聚力c定地基承载力标准值fk的经验方法,实际基础下地基的承载力和内摩擦角φ。一般的确定方法是取样进行室内试验,然后统设计值则为:计而得到,但有时由于土的结构性,取样扰动的影响,使得室内土f=fk+ηb·γ(b-3)+ηd·γ0(d-0.5)(1)工试验结果离散性较大或与实际情况误差较大。另一方面,一些b为实际基础的宽度,当b≥6m时,取b=6m;当b≤3m时取地质报告也存在根据标贯试验或其他经验方法确定的地基承载b=3m。d为基础的埋深。力与土的强度参数c、φ不匹配的问题
3、,而且一些地基稳定分析,另一方面,若已知土的抗剪强度参数c、φ值,则根据地基临如边坡、堤坝等也需要应用土的c、φ值,这就需要合理确定c、φ界强度公式,按c、φ值计算确定的地基承载力设计值为值。当然,一些文献也给出了一些经验确定的方法,如根据标贯f=Mγ·γ·b+Mq·q+Mc·c(2)试验等,但通常都不够系统。另一方面,对于基础的沉降或变形Mγ、Mq、Mc根据φ值确定,b为基础宽度,γ为基底下土的容重,计算,传统的力学参数是压缩模量Es和变形模量E0,而目前规q=γ0·d,d为基础埋深。范中应用较多的仍是Es。由于Es是压缩模量,一方面不能反应由(1)式
4、可知,若b=3m,d=0.5m,则相应(1)式的f值为标土体真实的应力状态的影响,另一方面土的取样扰动也对其影准值。为此,若已知土的c、φ值,则按(2)式用b=3m,d=0.5m响较大,典型的如普遍存在于广州、深圳地区的残积土层,实践证计算的值应相应于标准值,因此,可以用b=3m,d=0.5m时的明,用变形模量E(2)式计算fk,即:0更符合实际一些。但E0的确定较复杂,通常要用压板载荷试验。对花岗岩残积土,广东、深圳的地基规范是fk=3Mγ·γ+0.5Mq·γ0+Mc·c(3)(3)式中,若根据标贯试验及其他方法得到经验地基承载力根据标贯击数N来经验确
5、定的,如E=2.2N(MPa)。但目前的地质勘察报告一般还难以或不提供土的变形模量E0值。因此,标准值fk,则可假设c值,即可由(3)式试算出φ值,或假设φ如何合理确定c、φ和E0值不但具有重要实用意义,而且是实际值,反算出c值,从而反算得到对应于fk的c、φ值,并认为这一基础尺寸是标准尺寸。工程中迫切需要解决的问题。对于一些经验丰富的工程师,一般2.2 反算土的变形模量E0值可根据经验判断一些参数的合理性或取值范围,但一般个人经[1]Terzaghi和peck曾定义基础沉降2.5cm时对应的压力为验往往难以用公式来表达,大多数技术人员不易掌握。因此,如
6、地基允许承载力,并据此对砂土用标贯试验的击数来经验确定能建立一个有公式可依的简易计算方法来确定,把经验变成可其允许承载力。若地基的沉降在允许承载力下可用弹性力学的计算的公式,将是一项具有重要实用意义的工作。而传统或规范Boussinesq公式计算方法根据标贯试验及其他土的物理指标确定的经验地基承载力22a·p·(1-μ)的方法是工程界经长期实践积累的宝贵经验和财富,是得到一S=·ω(4)E0定程度公认的方法,应把这一经验成果充分利用起来。为此,作考虑为方形基础,则形状系数ω=0.88,μ为土的泊松比,对者根据标准贯入试验或其他方法确定的经验地基承载力,提
7、出土一般可取μ=0.3。2a=b,为基础宽度,按标准值取b=3m,通过地基强度公式和弹性力学沉降计算公式,反算土的强度和p=fk,则由上式有变形参数的方法,为分析确定土的参数提供了一个重要途径和2b·fk·(1-μ)依据,可供实际应用参考。E0=S·ω(5)k2 反算的方法 因此,关键是选定对应标准值下基础的沉降Sk值。一般情2.1 反算强度参数c、φ值况下当然可用2～2.5cm作为对应值,但具体来说还要视土的软收稿日期:2001—06—20作者简介:杨光华(1962—),男,广东水科院副院长兼总工程师,博士,教授级高级工程师,从事岩土工程研究工作。·
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