高等基础工程论文

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1、对比地基沉降量计算方法及在桩基沉降计算中荷载传递函数在MATLAB中的实现Ww(湘潭大学土木工程系，湖南湘潭，411105)摘要：地基沉降量是指在外荷载作用下地基土层被压缩达到稳定时基础底面的沉降量。目前国内常用的计算方法有分层总和法和规范法《建筑地基基础设计规（GB5007-2002）》，本文通过案例分析，用上述两种方法进行了地基沉降量计算，并对计算过程和结果进行对比分析，此外，并通过MATLAB编程，利用荷载传递法，选用佐藤悟传递函数对一特定桩基础的单桩沉降进行了理论分析，得到了桩顶沉降与荷载之间的关系，绘

2、出了荷载-沉降关系曲线。关键词：分层总和法；沉降量；MATLABCalculationmethodscomparisonofsubsidenceandloadexpressusedbyMATLABWw(XiangTanUniversityCollegeofCivilEngineeringandMechanics，HunanXiangtan411105，China)Abstract:Groundsubsidenceisdevelopedovertime,referstothefinalsettlementdefo

3、rmationstabilityafterthesettlement,thecurrentdomesticcommonlyusedcalculationmethodofstratifiedsummationmethodandbuildingfoundationdesigncode(GB50007-2002)recommendedmethod(hereinaftercalledthespecification),basedonthesamecase,settlementcalculatedbytwomethods

4、,comparativecalculationprocessandresults.Keywords:Layerwisesummationmethod;groundsubsidence;MATLAB111.分层总和法计算地基沉降分层总和法指将地基沉降计算深度范围内划分为若干水平土层，计算各分层土的压缩量，然后叠加求和，就能得到最终沉降量。地基沉降计算深度，是指自基础底面向下需要计算压缩变形所达到的深度。该深度以下土层的压缩变形值小到可以忽略不计。1.1分层总和法的基本假定（1）计算土中应力时，地基土地是均匀、各向

5、同性的半无限体；（2）土层在竖向附加应力作用下只产生紧身变形，不发生侧身膨胀变形，即可采用完用完全侧限条件下的室内压缩指标计算土层的变形量；（3）采用基底中心点下的附加应力计算地基变形量。1.2分层总和法的基本原理分层总和法只考虑地基的垂向变形，没有考虑侧向变形，地基的变形同室内侧限压缩试验中的情况基本一致，属一维压缩问题。地基的最终沉降量可用室内压缩试验确定的参数（ei、Es、a）进行计算，有：变换后得：(1-1)或式中：S--地基最终沉降量（mm）；e1--地基受荷前（自重应力作用下）的孔隙比；e2--地基

6、受荷（自重与附加应力作用下）沉降稳定后的孔隙比；H--土层的厚度。计算沉降量时，在地基可能受荷变形的压缩层范围内，根据土的特性、应力状态以及地下水位进行分层。然后按式（4-9）或（4-10）计算各分层的沉降量Si。最后将各分层的沉降量总和起来即为地基的最终沉降量：S=i=1nSi111.3计算步聚（1）按比例绘出基础和地基剖面图（2）将基底以下土分为若干薄层，一般分层厚度（为基底宽度）靠近的分层厚度可适当加大。天然土层交界及地下水位处于必须作为分界层面。（3）计算基底下各分层交界处土的自重应力和附加应力，并绘出

7、自重应力和附加应力曲线。（4）确定地基沉降计算深度：地基沉降计算深度的下限，取地基附加应力等于自重应力的20%（一般土）或10%（高压缩性土）处，即（一般土），（高压缩性土）。（5）求各层土的平均自重应力和平均附加应力。（6）从各分层土的压缩曲线中由和分别查出相应的和。（7）按式（1-1）计算各分层土的变形量。（8）按式（1-2）计算地基沉降计算深度范围的最终沉降量。1.4按分层总和法计算实例案例：已知柱下单独方形基础，基础底面尺寸为2.5×2.5m，埋深2m，作用于基础上（设计地面标高处）的轴向荷载N=125

8、0kN，有关地基勘察资料与基础剖面详见下图。试用单向分层总和法计算基础中点最终沉降量。图1基础详图（1）计算地基土的自重应力。z自基底标高起算。当z=0m，σsD=19.5×2=39（kPa）z=1m，σsz1=39+19.5×1=58.5（kPa）11z=2m，σsz1=58.5+20×1=78.5（kPa）z=3m，σsz1=78.5+20×1=98.5（kPa）z=4m，σsz1