復(fù)合地基力學(xué)參數(shù)

復(fù)合地基力學(xué)參數(shù)擬定工程概況略工程地質(zhì)條件基礎(chǔ)物理力學(xué)指標(biāo)表SEQ表\*ARABIC1下莊倒虹吸各類巖土重要物理力學(xué)參數(shù)建議值表土名天然重度（kN/m3）天然孔隙比e壓縮模量（MPa）內(nèi)聚力c（kPa）內(nèi)摩擦角Φ（°）樁側(cè)土摩阻力原則值qik(kPa)承載力允許值fa0（kPa）滲入系數(shù)K（cm/s）粘土類19～200.6～0.96～815～3012～1640～60150～180＜1.2×10-6粉土類16～180.8～1.05～615～208～1130～50140～1606×10-5～1.0×10-6淤泥質(zhì)類土14.9～18>1.02～31～81.5～1025～3050～80＜1.0×10-6泥炭、草煤類16～18>1.03～55～105～1012～2280～100＜1.0×10-6中細(xì)砂18.5～20.50.4～0.715～20025～3050～65180～220(3～20)×10-3粉細(xì)砂18～20.50.4～0.88～12020～2525～40150～170(6～30)×10-4粉砂土19～200.4～0.68～1015～3012～1435～55120～1605×10-4砂礫石19.5～220.4～0.6730～50030～3580～100250～300(3～40)×10-2全風(fēng)化泥巖、頁(yè)巖18～200.4～0.610～1520～4014～1850～70200～250(3～5)×10-5強(qiáng)風(fēng)化泥巖、頁(yè)巖20～22/150～25050～8018～22130～150400～600(1～3)×10-5氣溫工程區(qū)四季變化不明顯，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，常年平均氣溫14.7℃，1月平均氣溫8.1℃，7月平均氣溫19.7℃。冬春恒溫，夏秋多雨，干濕季分明。地基解決方式倒虹吸管槽基礎(chǔ)為淤積質(zhì)土、泥炭土、草煤層時(shí)采用水泥土攪拌樁進(jìn)行解決，樁徑D=0.7m的，樁距2.2m，樁長(zhǎng)15m，解決范疇長(zhǎng)252m。管槽基礎(chǔ)為飽和粉土及飽和粉細(xì)砂層，經(jīng)液化鑒別，存在地震液化問(wèn)題的，選擇振沖碎石樁進(jìn)行基礎(chǔ)解決，解決范疇長(zhǎng)1371m。振沖碎石樁布置采用正三角形布置，樁徑1m，樁距1.6m，樁長(zhǎng)5m～13m，樁底部進(jìn)入非液化土層1m。倒虹吸回填設(shè)計(jì)混凝土管兩側(cè)土回填應(yīng)恪守從下而上逐級(jí)分區(qū)控制的原則。其回填從下到上可分為：管身下部回填區(qū)（Ⅰ區(qū)）、上部回填區(qū)（Ⅱ區(qū)）、管頂回填區(qū)（Ⅲ區(qū)）、頂部回填區(qū)（Ⅳ區(qū)），見(jiàn)圖1。圖1回填分區(qū)圖模型中各部分力學(xué)參數(shù)各類巖土重要力學(xué)指標(biāo)本分析中各類巖土涉及復(fù)合地基均采用莫爾庫(kù)倫材料模型，結(jié)合任務(wù)書(shū)所提供材料參數(shù)建議值（表2），并參考《地質(zhì)勘查報(bào)告》及《土力學(xué)地基基礎(chǔ)》（第5版）有關(guān)數(shù)據(jù)，最后擬定各類土材料參數(shù)如表3所示。表2下莊倒虹吸各類巖土重要物理力學(xué)參數(shù)建議值表土名天然重度（kN/m3）天然孔隙比e壓縮模量（MPa）彈性模量（MPa）內(nèi)聚力c（kPa）內(nèi)摩擦角Φ（°）樁側(cè)土摩阻力原則值qik(kPa)粘土類19～200.6～0.96～815～3012～1640～60粉土類16～180.8～1.05～615～208～1130～50淤泥質(zhì)類土14.9～18>1.02～31～81.5～1025～30泥炭、草煤類16～18>1.03～55～105～1012～22中細(xì)砂18.5～20.50.4～0.715～20025～3050～65粉細(xì)砂18～20.50.4～0.88～12025～40粉砂土19～200.4～0.68～1015～3012～1435～55砂礫石19.5～220.4～0.6730～500030～3580～100全風(fēng)化泥巖、頁(yè)巖18～200.4～0.610～1520～4020～4014～1850～70強(qiáng)風(fēng)化泥巖、頁(yè)巖20～22/150～25050～8050～8018～22130～150表3本分析各類巖土重要力學(xué)指標(biāo)土名重度（kg/m3）彈性模量（MPa）泊松比內(nèi)聚力c（kPa）內(nèi)摩擦角Φ（°）粉砂類400.2222.513粉質(zhì)黏土類1900200.3018.416粘土300.3523.914中細(xì)砂750.20027.5回填土1850300.30828泥炭1700150.167粉砂質(zhì)泥巖500.353016淤泥質(zhì)粘土1800100.3546復(fù)合地基力學(xué)指標(biāo)的擬定根據(jù)Priebe（1978）所提出的復(fù)合地基、分析辦法，其計(jì)算公式為式中：、-----分別為復(fù)合地基粘聚力及內(nèi)摩擦角；、-----分別為原地基土粘聚力及內(nèi)摩擦角；-----碎石樁內(nèi)摩擦角；-----樁土面積置換率；-----樁土應(yīng)力比，可取3~5，原土強(qiáng)度低取大值，強(qiáng)度高取小值。表4樁土應(yīng)力比參考值樁間土類型應(yīng)力比n沙土、粉土2-3填土3-5軟塑粘性土3-6-----樁身平均直徑;-----一根樁分擔(dān)的解決地基面積的等效圓直徑;-----樁間距。對(duì)于等邊三角形布置又根據(jù)《建筑地基解決技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-）得式中：-----復(fù)合地基壓縮模量；-----原地基壓縮模量。根據(jù)計(jì)算所得復(fù)合地基力學(xué)指標(biāo)如表5所示表5**斷面復(fù)合地基力學(xué)指標(biāo)項(xiàng)目土類別 重度（kg/m3）彈性模量（）泊松比粘聚力（）內(nèi)摩擦角（°）粉砂層1020.211.2226中細(xì)砂層1020.2032倒虹吸管體及墊層材料參數(shù)鋼筋混凝土有限元分析模型重要有三種方式：組合式、分離式和整體式。組合式有限元模型已經(jīng)包含了鋼筋和混凝土兩種材料，在推導(dǎo)單元?jiǎng)偠染仃嚂r(shí)，采用統(tǒng)一的位移函數(shù)，但是考慮了不同的材料特性，同時(shí)計(jì)算單元?jiǎng)偠染仃?，單元?jiǎng)偠戎邪嘶炷梁弯摻顑煞N材料對(duì)單元?jiǎng)偠染仃嚨姆瞰I(xiàn)。該模型的特點(diǎn)是單元數(shù)量少，但對(duì)于單元中鋼筋布置不規(guī)則時(shí)，單元?jiǎng)偠鹊挠?jì)算很麻煩。分離式有限元模型把混凝土和鋼筋作為不同的單元來(lái)解決，即混凝土和鋼筋各自被劃分為足夠小的單元。在平面問(wèn)題中，混凝土可劃分為三角形或四邊形單元，鋼筋也可分為三角形或四邊形單元?？紤]到鋼筋是一種細(xì)長(zhǎng)材料，故可無(wú)視其橫向抗剪強(qiáng)度，即把它當(dāng)作線性單元來(lái)解決。該模型的特點(diǎn)是混凝土單元?jiǎng)偠染仃嚭弯摻顔卧獎(jiǎng)偠染仃囀欠謩e計(jì)算的，然后統(tǒng)一集成到整體剛度矩陣。必要時(shí)能夠在鋼筋和混凝土之間嵌入粘結(jié)單元，但是當(dāng)配筋量很大且不規(guī)則時(shí)，劃分單元的數(shù)量很大。整體式有限元模型是將鋼筋彌散于整個(gè)單元中，將加筋混凝土視為持續(xù)均勻材料，求出的是一種統(tǒng)一的剛度矩陣。該辦法優(yōu)點(diǎn)是單元?jiǎng)澐稚?，?jì)算量小，可適應(yīng)復(fù)雜配筋的狀況；缺點(diǎn)是不合用于鋼筋分布較不均勻的區(qū)域、不易得到鋼筋內(nèi)力心，且不能計(jì)算鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)應(yīng)力。由于倒虹吸管道是鋼筋混凝土材料，本分析中倒虹吸管體及墊層采用整體式模型，即認(rèn)為鋼筋材料是均勻分布在整個(gè)混凝土材料中，并把鋼筋混凝土材料視為均勻持續(xù)的材料。運(yùn)用剛度等效原則來(lái)計(jì)算鋼筋混凝土的折算彈性模量。使用的經(jīng)驗(yàn)公式以下：【1】-----鋼筋混凝土的折算彈性模量；-----混凝土的彈性模量；-----鋼筋的彈性模量；-----配筋率。本項(xiàng)目倒虹吸管身混凝土等級(jí)C30，混凝土抗?jié)B等級(jí)W6，軸心抗壓強(qiáng)度原則值fck=20.1MPa，設(shè)計(jì)值fc=14.3MPa，混凝土軸心抗拉強(qiáng)度原則值ftk=2.01MPa，彈性模量Ec=3.0×104MPa，泊松比μc=0.167。倒虹吸管底墊層混凝土等級(jí)C15，混凝土軸心抗壓強(qiáng)度原則值fck=10.0MPa，設(shè)計(jì)值fc=7.2MPa，混凝土軸心抗拉強(qiáng)度原則值ftk=1.27MPa，彈性模量Ec=2.20×104MPa，泊松比μc=0.167。倒虹吸管受力筋采用HRB400，設(shè)計(jì)配筋為C28@167,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=360MPa，彈性模