弹性地基梁法中地基反力系数的新解法_刘嘎

《弹性地基梁法中地基反力系数的新解法_刘嘎》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、弹性地基梁法中地基反力系数的新解法NewSolutionofsubgradereactionCoefficientinElasticFoundationBeamMethod刘嘎LIUGa摘要：弹性地基梁理论在工程中应用很广，但其地素有关，这些因素决定了地基反力系数k是一2.1改进Vlasov地基上梁计算模型基反力系数的确定很不容易。在改进Vlasov双参数个不容易确定的指标[1~2]。为此，人们进行了大量由于竖向荷载下地基中的位移场通常取决地基模型基础上，通过拟合处理，得到了弹性地基梁的试验和理论研究，如Biot（1937）、Vesic于竖向位移，

2、而可忽略水平位移，法中地基反力系数的解析表达式，从理论上阐述了其（1963）、Barden（1962）以及Woinowsky故位移场可表示为：；。与地基和梁的特性、及梁的挠曲变形相关的性质。参（1967）等[2]，提出了若干个计算地基反力系数其中，为弹性地基表面竖向位移；为描数分析结果表明，地基反力系数与梁的长细比、地基刚度以及地基厚度密切相关；对于长梁（），地的经验公式，但各种确定基床系数的方法都有述弹性地基竖向位移沿方向变化规律基反力系数变化不大。一定的局限性和应用范围、有诸多不确定因的函数。且有，；；。素，还需要科研技术人员作进一步的研究。值

3、根据Vallabhan等的方法，对系统最小势关键词：弹性地基梁；地基反力系数；改进Vlasov得注意的是，以上工作均根据弹性地基梁理论能取变分，可得梁的挠曲微分方程[9~11]模型展开，而Terzaghi（1955）提出了目前仍广泛采(2)用的现场载荷板实测地基反力系数的方法[5]，中图分类号：TU471.2文献标识码：B李伟等则进一步阐述了通过荷载试验确定地基式中文章编号：1008-0422（2009）05-0195-03反力系数的修正方法[6]。(3)针对Winkler方法不能考虑弹性地基连续1引言性的缺点，Pasternak[7]和Vlaso

4、v[8]分别提出了双(4)在公路、隧道以及建筑工程中，弹性地基梁参数地基模型。Vallabhan等对Vlasov地基模型进行了改进[9~11]。本文拟在改进Vlasov双参数理论被广泛采用，其具体的应用范围涉及路基其中，为土刚度参数，，路面、桩基础、隧道衬砌结构、挡土墙以及地基地基模型基础上，对弹性地基梁理论中地基反力。基础的设计与计算。弹性地基梁理论的关键是系数的确定方法进行研究，得到其解析表达式，上式中，参数与为改进Vlasov地基模如何考虑土-结构相互作用，从而有效地模拟二并综合考虑梁和地基特征等因素的影响。型的特征参数。其中，相当于地基对荷

5、载传递者的接触性状[1~3]。目前在工程实践中大量使用的能力，相当于压应力作用下土介质的抗力系的模拟方法是基床系数法，即Winkler方法，该2计算模型数，即地基反力系数。可见，相对于传统的Win-方法假定地基表面任一点的变形S和该点所承考察一长为L、截面为b×h（宽×高）的梁，kler地基模型，参数不是一个常数，它与地基受的压力P成正比，即作用在厚度为H的弹性地基上，弹性地基下为特性、及衰减函数也密切相关。(1)刚性基层，如图1所示。为简便计，考虑在梁中可按照Vallabhan等的方法确定[9~11]其中，k为地基反力系数，也称基床系数。点作用有

6、竖向集中力P。并假定：（a）地基为线显然，Winkler方法将地基对结构的作用看弹性各向同性体，且变形为小变形；（b）梁的弹(5)作一系列相互无关联的竖向土弹簧。基床系数性模量和惯性矩分别为Eb和Ib；（c）忽略梁与基法概念简单，应用非常广泛，其关键参数为沉降础之间的摩擦力。其中，。与压力的比例系数即地基反力系数k[4]。但实际的地基是一种连续介质，地基中存在剪应力，使2.2地基反力系数得基底应力可以向四周扩散，并使基底以外的将式（5）代入式（4），可得地基反力系数的地表也发生沉降，所以地基反力不仅与该点的表达式如下沉降有关，而且还受到其它点的影响

7、。同时，大(6)量试验和理论研究表明，地基反力系数k的影响因素很多，如土的类别、物理力学性质、结构由式（4）可见，地基反力系数取决于地基物基础形状、大小、刚度以及位移有关外，还和特性及函数，而与参数相关；参数又埋深、应力水平及状态、地下水、时间效应等因图1层状弹性地基上的梁取决于梁的挠曲变性，可采用迭代方法对改作者简介:刘嘎（1973-），男，湖南长沙人，湖南高广房地产开发有限公司工程师。195参数的拟合表达式为(8)式中，为拟合系数，按表1选取。可见，由公式（6）~（8），只要地基和梁的特性和特征参数确定。3验证为验证本文方法的正确性，现考虑以下

8、的工况：受中心集中荷载作用的长梁，地基泊松比，；梁的尺寸1.0×0.5（宽×高），长10m，弹性模量。当地基厚度变化时，本