CSU基础工程讲稿2.pdf

《CSU基础工程讲稿2.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第2章地基模型(Chapter4Ground-foundationModels)第1节概述第2节地基模型的基本概念第3节文克尔（Winkler）地基模型第4节弹性半空间地基模型第5节分层地基模型第6节非线性弹性模型第7节地基模型参数的确定第8节地基模型的选择SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,CSU1第1节概述基础工程解决的三个主要问题中,基础的沉降计算是相对复杂的问题为了解决基础沉降问题,需要借助于反映地基特征的荷载(力)与位移（沉降）的关系,这种关系称为地基模型地基模

2、型与地基基础和上部结构的相互作用有关,比较复杂SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,CSU2第1节概述选择合理的地基模型原则(1)反映地基的变形某些典型特征(2)采用已有的数学力学方法能够进行分析SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,CSU3第1节概述按照弹性地基土层中的应力-应变关系，地基模型分为：弹性与非弹性地基模型：对于弹性地基模型，一种是温克勒地基模型；另一种是半空间弹性体地基模型；此外尚有介于两种模型之间的双参数弹性地基模

3、型以及有限压缩层地基模型等在进行地基上梁和板的计算时，往往可根据地基计算模型建立相应的地基反力假定式SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,CSU4第2节地基模型的基本概念地基计算模型：地基模型可以用连续或离散形式的特征函数表示，即为：方便计算地基计算模型{W}[]{R}或WiijRij{W}{WWWW}T11121n12jn[]i1i2inT{R}{RRRR}12jnSchoolo

4、fCivilEngineeringandn1n2nnArchitecture,CSU5第2节地基模型的基本概念如果联系荷载和沉降的矩阵—刚度矩阵或柔度矩阵为常数，则该地基模型为线弹性地基模型基础工程中常用的线性弹性地基模型有（1）文克尔（Winkler）地基模型（2）弹性半空间地基模型（3）有限压缩层地基模型常见的非线性弹性地基模型有:邓肯-张模型SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,CSU6第3节文克尔（Winkler，1867）地基模型假定是地基上任一点的基底压力p

5、i仅仅与该点的竖向位移(沉降)δi成正比pkRAkk—基床系数kN/m3iiiiiiiiiia)连续地基梁b)分割成离散的弹簧SchoolofCivilEngineeringandc)基底压力同沉降曲线相同形式Architecture,CSU7一文克尔（Winkler）地基模型文克尔地基上的梁可以求得解析解。在文克尔模型的柔度矩阵中，只有对角元素是非零元素，其值为：1(j1,2,,n)jjkFjSchoolofCivilEngineeringandArchitecture,CSU8第3节文克尔（

6、Winkler）地基模型文克尔地基模型特征（1）地基侧面无摩擦，地基变形仅与竖向荷载成正比（2）基底压力分布与沉降具有相同的形式:pkiiii（3）不传递剪应力，不存在应力的扩散（4）基础以外地基不产生沉降SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,CSU9第4节弹性半空间地基模型为克服文克尔地基模型与实际的差别,可采用弹性半空间地积模型地基视为匀质、线性弹性半空间体，利用弹性半空间体理论建立的地基计算模型最常用的弹性半空间地基模型为Boussinesq解。此时，地基视为匀质

7、、各向同性、线性弹性半空间体SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,CSU10二弹性半空间地基模型地基视为匀质的线性半空间体，利用弹性半空间体理论建立的地基计算模型。最常用的弹性半空间地基模型为Boussinesq解。在地基表面作用有竖向集中荷载P时，在地基内任意一点M(r,θ,z)的应力分量及位移分量由法国数学家布辛奈斯克(J.Boussinesq)在1885年解出。SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,CSU11第4节弹性半空间地

8、基模型P如果取集中力P作用点为坐标原点，则半空间表面任意点（x,y,z）的位移和应z力可以由Boussinesq解给出RrSchoolofCivilEngineeringandArchitecture,CSU12第4节弹性半空间地基模型应力分量为：位移分量为：式中的v应为PSchoolofCivilEngineeringandArchitecture,CS