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地基处理读书报告
姓名: 宗万庆
班级: 岩土一班
指导教师: 魏宪
:《》读书报告
研究背景:现代加筋土技术自上世纪60年代初问世以来,以其显著的技术经济效益(加筋土用于地基增强成本低,可以节省工程造价 25%~60%),简单的施工技术,越来越广泛的运用于土木工程中,被誉为土木工程界的一场革命,是续钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土之后最重大的发明。
然而加筋地基设计方法目前仅处于经验阶段,工程实践表明:加筋地基可以有效的改善土体抗拉、抗剪性能,提高地基承载力和整体变形协调能力,减小沉降和不均匀沉降,有效的克服强夯和分层碾压地基处理的缺陷。虽然在工程应用的基础上建立了行业规范,但由于未能从本质上认识筋土耦合作用机理和地基承载力增强原理,理论研究远远滞后于工程实践。缺乏能指导设计的基础理论,给工程设计带有很大的随意性和盲目性,造成工程应用具有很大的风险和工程浪费,目前的加筋土技术潜伏了极大的安全隐患和工程浪费,严重的制约其推广使用,因此必须加大研究力度,突破加筋土技术的瓶颈制约,促进加筋土技术的运用和发展。
加筋土试验研究现状
a, 模型试验研究: 模型试验是一种常用的工程技术研究手段。在工程技术领域,研究对象往往十分庞大,利用实体工程进行研究有很大的局限性,甚至无法实现,因此小尺寸物理
模型就成了一种常用的工程技术研究手段。模型试验是根据原型的特性,运用相似原理,建立试验模型。通过模型试验,可以观测到与实际工程相似的一些性状,也可以对计算中的理论和数学物理模型进行验证。
b, 原型试验研究:原型试验可以更加有效的反映加筋工程的实际情况,有助于加强对加筋土工程的性能和筋土作用机理的认识。
加筋土作用机理研究现状
研究方法:有限元法、极限平衡法、经验分析法
机理研究状况:摩擦加筋原理、准粘聚力原理
目前关于加筋地基的计算方法:
宾奎特法(Binquet J and Lee K L,1975)、改进太沙基(Yamanouch T and Gotoh K,1979)法、改进 Ingold 法、极限状态分析法
计算方法简介:
宾奎特法:Binquet 和 Lee 通过 65 组模型试验,详细研究了浅基础加筋地基的承载力,并提出了一种加筋垫层设计方法。
1)加筋范围
条形基础下加筋砂垫层如图 所示,筋材设置 N 层,第一层到基底面距离z1,第 n 层到基底面距离 zn。模型试验表明,筋材的布置深度范围 z(z1≤z≤zn)符合下列条件时加筋效果较好:
z1≤2b/3,zn≤2b ,且不宜大于 3m,在此范围内均匀布置 n 层,n=3~6。
2)计算理论
宾奎特法假定地基土为均匀各向同性体,在基底压力作用下,地基内应力分布符合布辛底斯克解;地基中破坏面发生在同一深度处剪应力xz为最大的点;筋材破坏面处拉力垂直向上。则xz可由布辛奈斯克解答得到。
式中,z 为基底下某点深度,m;x为为从基底中心线处至某点的水平距离,m;qR为基底附加压力; B 为为基础宽度的一半。
各层筋材的拉力Ti 为τXZ对积分:
式中,Ti为第 i 层筋材的设计拉力(kN/m);
fR 为加筋砂垫层地基承载力设计值(kPa); f 为原地基承载力设计值;Sv为筋材间距;A1 A2为无量纲系数,可查文献得到。
筋材抗拔安全系数
式中,fp为筋材抗拔摩擦系数,由试验确定;a为加筋率;A3 为无量纲系数,可查图表;L0 为筋材总长度的一半;d为基础埋深;
筋材抗断裂安全系数:
3)按宾奎特法的设计步骤:
:
a)地层的分布,各层土的容重γ,内摩擦角φ,原地基承载力特征值fak 和压缩模量ES 等;
b)基础埋深d,基础宽度b,基底压力的设计值P等;
c)加筋材料的抗拉强度T ,加筋条带的宽度ω,拉拔试验测得的土和筋材的界面摩擦系数fp
b. 根据基础宽度 b ,初拟筋材的布置范围
c. 如未知fak ,可用太沙基极限承载力公式(),考虑一定
的安全系数,计算基底下Zn 处地基土的承载力特征值
fa。
P 定为修正后加筋砂垫层的地基承载力特征值faR。
()计算每层加筋材料拉力的设计值。
()计算各层筋材抗拉拔出的安全系数
g. 用式()计算筋材的抗断裂安全系数
h. 按《规范》法计算加筋垫层下地基土在荷载作用下变形量 S 。
如设计不满足要求,或安全系数太大,应重新选择筋材和布筋方式,再反复进行从第 b 到第 h 步的计算。
:《广义复合地基理论及工程应用。龚晓南》
复合地基的本质
通过分析浅基础、