怎样验算软弱下卧层强度.docx

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1、怎样验算软弱下卧层强度长江口北岸的启东.如东地区广泛分布着双层土的地基,上部硬土层为粘质粉土或粉质粘土层承载力特征值较高，达90-110kPa,压缩模量为7-8MPa,厚度有2-4.5米厚左右，其下分布一层相对较软的土层(灰色粉质粘土或淤泥质粉质粘土，夹薄层粉土)，厚度约1.0-2.0m左右，承载力特征值只有70kPa左右，压缩模量为3-4MPa.现在根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002表5.2.7的规定，压缩模量比值<3，我们这儿的好多工程师均认为，地基扩散角取0,那么地基承载力的特征值取下卧层的值，只有70kPa左右.这样下来好多的多层住宅和两层车间因承载力不够而进行地基处

2、理.我觉得这个有点保守,但是想不出理论的支持,请高老师指教验算软弱下卧层强度时，关键问题是需要了解软弱下卧层顶面处的附加应力，对于压缩模量的比值小于3的情况，说明持力层与下卧层的刚度相差不太大，可以用均质土的应力分布的计算方法计算软弱下卧层顶面处的附加应力，应力系数就可以用《建筑地基基础设计规范》附录K.0.1的表查用。为什么要控制压缩模量比的条件？这是考虑到上硬下软的情况，硬层可以起扩散应力的作用，使软弱下卧层顶面的附加应力小一些，而采用双层地基的理论计算又太复杂，才有规范的这种扩散角的近似计算的方法。可以按双层地基的不同变形性质直接求解软弱层顶面的压力，理论解的结果如图14-4所示。图中的

3、m为双层地基的变形特征系数，由下式计算：压力扩散角法是一种简化的方法，当上层为硬土，下层为软土时，国外一般取扩散角为30度。根据我国的工程实践中经常遇到的双层地基，基本上有两种类型：一、淤泥及淤泥质土上的硬层为一般黏性土，双层体系的m值在2～3左右；二、上层为砂类土，m值在10左右。图14-5给出了条形荷载下，不同方法得到的压力分布，当模量比小于3时，双层地基的压力分布与均质地基的结果比较接近了，就可以按均质地基的附加应力计算的方法计算软弱下卧层顶面的附加应力。因此，你们那里的工程师认为用扩散角取0的看法是不对的，既然按均质土计算就不用扩散角的方法了，可以直接用压力系数计算。在《建筑地基基础设

4、计规范》里表5.2.7中，地基压力扩散角能不能得出这样的结论：压力扩散角随Es1/Es2的增大而增大，随着z/b的增大不是一直增大的？结合理论和这个表格压力扩散角又有什么规律呢？压力扩散角是一种近似的计算方法，是将弹性理论应力计算的结果，用相当于总荷载不变条件下，假定均匀分布在不断扩大的虚拟面积上的压力来描述基础中轴线上的竖向均布应力；深度越深，这个虚拟面积越大，土中应力就越小。对于均质土，也可以用应力扩散角的方法近似计算，根据比较计算的研究证明，用《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002表5.2.7中的扩散角数值，比值等于3的扩散角计算的结果和均质土的应力计算结果接近。对于双层土，上

5、硬下软，则硬层底部的应力比均质土小，这称为应力扩散的作用，反之，上软下硬，则有应力集中的作用。硬层的刚度越大，刚度比越大，应力的扩散作用也就越强，所以规范用模量比来描述刚度比对扩散角的影响。软弱下卧层验算的条件是上硬下软，所以模量比越大，扩散角就越大。这是土层的刚度比对应力分布的作用，是刚度效应。但压力扩散角并不随z/b的变化而变化，由于应力分布是和计算点的相对埋深z/b有关的，软弱下卧层验算时计算点在持力层底部，硬层就用持力层的厚度和基础宽度的比值来描述尺寸效应，仅是一种几何的关系。当z/b小于0.25时应力不扩散，当z/b大于0.50时，扩散角不变，其间变化时，假定扩散角比例内插。疑问：在

6、进行软弱下卧层验算时，所谓下卧层是指：ES1/ES2大于3的；相反小于3的，就不是软弱下卧层，可不进行下卧层验算，对吗？软弱下卧层是指承载力小于持力层的下卧层，凡是软弱下卧层就有可能强度不满足要求，但不一定，所以要经过验算。作软弱下卧层验算时，要考虑附加应力的扩散，附加应力的扩散当然也可以用弹性理论的方法计算，那是假定地基为均质的；实际上是层状地基，上层土的刚度比下层土大得越多，对应力的扩散作用越大，即传至软弱下卧层顶面的附加应力越小，但层状地基的应力计算非常复杂，一般用扩散角的简化方法计算，规范采用的就是这种扩散角的简化计算方法。规范用模量比的方法来反映上、下层土的刚度比，比值越大，扩散角就

7、越大。规范给出了比值3、5、10三个数值的扩散角，中间可以内插；研究证明，用表5.2.7中，比值等于3的扩散角计算的结果和均质土的应力计算结果接近，所以当模量比小于3时，仍用模量比等于3的扩散角计算；