9.第1个表格查表得到a,利用该值,用于计算某点的附加应力;第2个表格查表得到
,z
深度处的
实际上是按照下式算出的:
二者的关系如图2-4-6所示。
根据材料力学知识可知,变形等于应变乘以长度,而应变等于应力除以弹性模量。于是,图中i层土的压缩量为图中阴影部分面积除以弹性模量。根据上式可知,阴影部分面积还可以表示为
,使用起来比积分方便得多。
用于计算地基变形量。
下面以例题说明二者的差别。
(1)分层总和法计算沉降(使用规范表K.0.1-1)
某厂房为框架结构,柱基底面为正方形,l×6=4m×4m,基础埋深d=1.0m。上部结构传至基础顶面的中心荷载(准永久组合值)F=1440kN。地基为粉质黏土,土的天然重度γ=16kN/m
,土的天然孔隙比e=0.97。地下水位深3.4m,地下水位以下土的饱和重度),γ
=18.2kN/m
。如图2-4-7所示。土的压缩系数:地下水位以上α
=0.30MPa
,地下水位以下α
=0.25MPa
。
要求:利用分层总和法计算该柱基中点的沉降量。
解:①计算基底附加应力
设基底以上基础和回填土的平均重度y
=20kN/m
,则
P0=p-γd=110.0-16×1.0=94.0kPa
②计算地基中的附加应力
应用角点法,过柱基中点将底面分成4个小块,l/b=2/2=1.0,据此查规范表K.0.1,得到附加应力系数α
,从而附加应力为σ
=4α
P
,结果见表2-4-1及图2-4-7。
③计算地基中的自重应力
基础底面σ
=7d=16×1.0=16kPa
地下水处σ
=16×3.4=54.4kPa
底面下2b处σ
=54.4+(18.2-10)×4.6=92.1kPa
④确定受压层深度
通常将受压层深度取为附加应力约等于0.2倍自重应力位置(σ
≈0.2σ
)。今z=6m时,σ
=16.8kPa,σ
=83.9kPa,满足要求,故将受压层深度取为z
=6.0m。
⑤地基沉降计算分层
分层的厚度h
宜不大于0.4b=1.6m。今将地下水位以上分为2层,每层1.2m;地下水位以下1.6m作为第3层。第3层以下附加应力已经很小,取2。0m作为第4层。
⑥地基沉降计算
第i层沉降量计算公式为
,计算过程如表2-4-2所示。
⑦柱基重点总沉降量
(2)应力面积法计算沉降(使用规范表K.0.1-2)
某厂房采用柱下单独基础,由立柱传至基础顶面的中心荷载(准永久组合值)F=1190kN。基础埋深d=1.5m,基底为矩形(l×b=4m×2m)。地基承载力特征值f
=145kPa。其他数据如图2-4-8所示。
要求:采用应力面积法计算该柱基中点的最终沉降量。
解:①计算基底附加应力
p
=p-γd=178.75-19.5×1=149.5kPa
②确定地基沉降计算深度依据规范5.3.7条,地基变形计算深度为
z
=6(2.5-0.41nb)=2×(2.5-0.4×l
2)=4.5m
③沉降计算计算过程见表2-4-3。
④确定ψ
由于
,于是表2-4-3的第7列可得:
∑A
=493.0+1724.6+50.4=2268.0
由于p
>f
,用内插法求ψ
:
⑤最终沉降量
S=ψ
S′=1.2×67.8=81.4mm