对地基弹性均压系数与基础底面积关系的研究

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1、第28卷增刊2008年9月V01．28Suppl．Sep．2008对地基弹性均压系数与基础底面积关系的研究’王锡康，划景政(中冶集团建筑研究总院，北京100088)摘要：根据各向同性均质弹性半空间理论，地基的弹性均压系敬与基底面积的平穷根成反比，但与火量的试验结果不耱。囊分抒产生这秽麓舞撰本原霹酌基磁上，本文认为理论上缀定地基在拳蜜阍范围内为各愈麓性垮震弹娃体蚕耱念实络，并耱叁在考虑土俸酶弹幢摸薰随着深度罐加蕊誉断增加螃这一鬻索后，地基土酶璐瞧均压系数的变化比≈随基底面积平方报的变化速率要缓慢得多。还指出了《动力机器基础设计规范》(GB50040～96)对分层地基条件下

2、确定地基弹性均脯系数的不合理性。关键溪：憋基弹性垮基系数；弹牲半空闯瑗沦；分层建基；基褒嚣积串霭分类号：TU435文献标识碡：A文章编号：1672—2132(2008)增秘～0159-040引言地基弹性均压系数在我国《动力视嚣基础设计规范》[1](以下简称96《动规》)中称为抗压刚度系数，并用C：表示。文献E2-]已分析了这一称谓的不科学牲，故这里来予采用。她蒺弹性均压系数G是动力基础设计审最为重要酶设计参数，因为其它参数鲡地基的弹性均剪系数C。、弹性非均压系数G以及弹性非均剪系数Q均与它有着直接的关系，如C。一0．70c：，C,p一2．15e，Q—1．05C：等。因此

3、，国内外的秘技人员对遗基弹性均悉系数麓骚究蒸隽耋褫，试验积累的数据亦甚多。太爨的试验结果表明，地基弹性均压系数与基础底面_晰积／F的关系与理论结果不同。理论上，G随√F璺反比变化，灏试验结果表暖这一系数的变诧运跑随√F翡交能要缓慢得多。对这一现象，目前国内外尚未见到有力的解释。本文的莺点就是要通过大量的计算来解释这一现象，同时还将对《动规》中关于分层地基弹性均压系数e的确定进行必要的讨论。1确定地基弹性均压系数cz的理论公式在确定地基弹性均惩系数时，谗多磷究者均假定地基为半无限各向同性均质弹性体，而对基础有掰种不同约假定：一种是基础为绝对柔性，另一种是基撼为绝对雕牲。泼

4、上述嚣耱假定为翦提，获褥了弹性半空间理论条件下地基弹髓均压系数G的计算公式：F1Cz=声南i卉n)i一芦。^／F式中E、芦分剐为地基土的弹性模量、溶松眈；F为基础底面面积；p为基础底面形状系数，表1中屈为绝对柔性板的结果，展为绝对刚性扳的结祭。鸯表l霹熬，基础在两种缓定下，其多值怒十分粕近的。a=2A／(2B)，2A和2B分别为基础底丽长、短边的长度。表1不同基底形状榻殿的p值2确定地基弹性均压系数C：的经验公式各国学者对地基的弹性均压系数的变化规律进行了大量的试验磷究，这些试验成果大部分邑反映·收稿翻期：2008—05·20；修回日期：2008—07—31作者简介：王

5、锡康(1934一)，男，教授级商工。主要从事土与基础振动等方面的研究。Email：wangxikangl00(参sina．com孵盯∽报吨学刚程M工矾∞灾“减№灾附够防№甜m舭如160防灾减灾工程学报第28卷在各国的设计规范中。因此，这里将介绍原苏联和我国不同时期所确定的计算公式。原苏联1970年颁布的《动力机器基础设计规范》规定，C：值按式(2)确定：C：=C。~／IO／F(2)式中F为基础底面积；cz。为F=10m2时的地基弹性均压系数，当F≥10m2时，取cl=Cl。。由式(2)可知，系数C：与基础底面面积F的平方根成反比，与理论公式(1)相同。1979年和198

6、7年两次制定的苏联《动力机器基础设计规范》，对C：值的确定作了重大改变，规定cz值按式(3)确定：cz=boE。(1+~／IO／F)(3)式中E。为地基土的变形模量(kPa)；b。为取决于不同土体的系数(m-1)，对于砂土取1．0，对于粉土和粉质黏土取1．2，对于黏土和碎石类土取1．5；当F>200m2时，仍采用F=200m2。式(3)有三个主要的特点：(1)C：值不再与／F呈反比；(2)建立了地基的弹性均压系数与表征总变形的变形模量之间的联系；(3)把F变化范围扩展到200m2。本文关注的F是第一个改变，第二、第三个改变不在本文讨论的范围。我国科技人员在新中国成立后，

7、对地基弹性均压系数的确定进行了较多的试验研究，其结果在1979年[33和1996年两次颁布的《动力机器基础设计规范》(文献[2])中得到了反映，这两个规范规定C。=cz(20)ylo／F(4)式中c。。。。，为当F≥20m2时，按文献[2]中表3．3．2确定的地基弹性均压系数。式(4)有两个特点：一是C：值不与／F呈反比，而与影F呈反比；二是把F的变化范围由10m2扩展到20m2。在我国1979年颁布的《动力机器基础设计规范》(文献[3])之前，原冶金部科技人员对C：值的变化规律进行了较多的试验研究，并于1977年颁布了《制氧机等动力机器