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[求助]为何土的模量越大沉降计算修正值越小

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Fle_Flo 发表于 2009-11-4 16:33:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
无论是桩基规范还是地基规范,沉降计算经验系数,即沉降计算修正值都是土体模量越大,修正系数越小。
为什么有这样的规律?
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ljmtidilgw 发表于 2009-11-4 20:45:56 | 显示全部楼层
是不是和模量越大,试验结果相对越准确或变异性小有关。
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 楼主| Fle_Flo 发表于 2009-11-4 21:44:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 Fle_Flo 于 2009-11-4 21:49 编辑
是不是和模量越大,试验结果相对越准确或变异性小有关。
ljmtidilgw 发表于 2009-11-4 20:47

【补充说明】沉降修正值的特征是:
土体模量小时,修正系数约为1,也就是说,此时计算值与实际值差不多;
土体模量大时,修正系数约为0.2或0.4,也就是说,此时计算值比实际值大5倍或2.5倍。

附:
地基规范中沉降修正系数
GB50007.JPG

桩基规范中沉降修正系数
Ēs(MPa)1015203550
Ψ1.200.900.650.500.40

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 楼主| Fle_Flo 发表于 2009-11-4 22:28:42 | 显示全部楼层
并请教:这个现象在国外算法中是否也存在?
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 楼主| Fle_Flo 发表于 2009-11-5 20:37:14 | 显示全部楼层
本帖最后由 Fle_Flo 于 2009-11-6 17:35 编辑

贴个在yantubbs中同样问题的帖子链接,共同学习哈
http://www.yantubbs.com/read.php?tid=73124&fpage=2


偶(SoaringHor)在勘察网“高大钊论坛”中也发了同样的问题
http://www.geot.com.cn/netpx/bbs/BView_69767_45_1.html
cddd网友可能是看了本网帖子,也在里面发了这个问题。呵呵,虽说帖子重了,还是感谢您对这个问题的关注!
http://www.geot.com.cn/netpx/bbs/BView_69804_45_1.html
这个帖子也有相关问题,一并贴出:
蓝天白云:请教高老,变形模量与压缩模量的关系
http://www.geot.com.cn/netpx/bbs/BView_69565_45_1.html

共同期望更精彩的答复。
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allor 发表于 2009-11-5 21:08:38 | 显示全部楼层
我想回会不会有这方面的原因,勘察取样的实验结果难以反映真实的土的性质。
对于软土来说,取样的扰动性比较容易克服。
但是对于模量比较大,往往埋深也比较大的试样,取样很难避免大的扰动,特别是粉质粘土和粉土或强超固结土。实验结果往往低估实际土的压缩模量。按照这个勘察提供的实验值得出的沉降需要比较大的折减也不奇怪。这个也反映了理论与实际操作的差距。

特别是沙层中的模量问题。实际上实验室结果都难以评估真实的砂土的压缩性。而国内在使用原位实验如SPT, CPT等试验结果确定土的压缩性参数时也还存在很多问题。所以对于低压缩性土,国内的沉降计算往往过于保守。

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ljmtidilgw 发表于 2009-11-5 22:05:25 | 显示全部楼层
看来还是不简单的问题

这里有一个比较不错的,计算沉降的公式

主要修正基础埋深部分的应变释放和沉降的时间效应

显然,如果模量小,随时间沉降增大更显著.见图,详细见下面连接


沉降分析 EM 1110-1-1904 0 Settlement Analysis
http://www.eswnman.com/thread-1193-1-1.html
1.JPG
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 楼主| Fle_Flo 发表于 2009-11-6 17:48:07 | 显示全部楼层
老大所言与yantubbs中jianing999 网友有类似的见解。
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jiexinzhan 发表于 2009-11-8 21:12:02 | 显示全部楼层
最近看的杨光华先生的文章中谈到过,压缩模量主要通过取样在室内确定,由于土的结构性(扰动会影响)以及围压卸除等因素。对于硬土和结构性土,室内压缩模量的值比用原位试验测得的值小很多,有的只有0.2倍左右。所以硬土(对应于大的压缩模量)的修正系数小于1。而对于软土,压缩模量(侧限)不能反映侧向变形产生的沉降,使试验室测得的压缩模量偏大,因此计算时乘以一个大于1的修正系数,各种规范这个大于1的修正系数不完全相同,但是规律差不多。我也有个问题就是为什么软土的时候不考虑围压卸除影响产生的影响呢?

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cdddd 发表于 2009-11-9 01:06:54 | 显示全部楼层
这个问题最好问一下编地基设计规范的人,应该是清楚,可惜我们认识不到这样的人,在这里猜想,好像有点徒劳!最好请教一下北京编规范专家,这样原因可能一目了然,,请认识该类专家的人帮助大家解惑!?
根据我初步判断,应该是根据沉降理论计算值和实测建筑物沉降量值进行数值分析得出的经验数值,具体理论原理不清楚!原因是"一般规范土的模量越大沉降计算修正值越小,而在北京规范桩基却相反",理论分析不应该出现这种情况!!1\?
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 楼主| Fle_Flo 发表于 2009-11-9 11:07:24 | 显示全部楼层
最近看的杨光华先生的文章中谈到过,压缩模量主要通过取样在室内确定,由于土的结构性(扰动会影响)以及围 ...
jiexinzhan 发表于 2009-11-8 21:12

求该文章名、刊号等具体信息。直接把文章发上来是最好了哈
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cdddd 发表于 2009-11-10 01:08:07 | 显示全部楼层
这里是高大钊教授的解释,感觉有点道理
1. 这个问题很有意义,这位网友能思考问题和发现问题,这种态度应该鼓励。
2. 我国地基设计规范所用的计算沉降的分层总和法,用的指标是从压缩曲线上取的压缩模量。
3. 这种沉降计算方法的基本假定是土为正常压密状态,即在上覆土层作用下,压缩已经完成,因此只要计算从土的自重压力到自重压力加附加压力的压力段作用下的压缩变形。
4. 但实际上自然界的土,压密状态并不都是正常压密,有的的是欠压密土,有的是超压密土。对欠压密土,用这种方法计算的沉降偏小;对超压密土,用这种方法计算的沉降偏大。
5. 一般说,欠压密土比较软弱,压缩模量比较小,而坚硬的土,大多是超压密状态或存在部分胶结,压缩模量比较大。
6. 沉降经验修正系数是从实测沉降与计算沉降的对比统计分析得到的,反映了许多因素对沉降计算的影响,也包括了计算方法适用性的影响,一定程度上反映了土的压密程度的影响。
7. 也有一种意见认为,对沉降修正系数太小的情况,计算的误差太大了,可以认为这种方法的适用性已经存在问题了。
8. 有没有更好的方法?当然是有的,许多其他国家所采用的沉降计算方法都能考虑土的压密状态,采用高压固结试验的压缩指数计算沉降。这种方法在《高层建筑岩土工程勘察规程》中可以找到。

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 楼主| Fle_Flo 发表于 2009-11-10 10:36:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 Fle_Flo 于 2009-11-10 10:50 编辑
这里是高大钊教授的解释,感觉有点道理
1. 这个问题 ...
cdddd 发表于 2009-11-10 01:08

仍是有疑问的:
1、是否可以认为土越硬,超固结程度越高?应该不能这么认为。所以随着E的增大修正系数越来越小不应成为“规律”。
2、即使如此,用e-logp曲线计算沉降是否就与这种修正的“规律”符合呢?不尽然。从本质上讲,e-p、e-logp曲线都是一个试样的一种试验结果,数据都是同一组(e,p)点,只是画图的坐标轴不同而已。计算上,二者差别仅在e-logp少算了(p0~pc)一段,这一段就能导致5倍的差别?相信大多数情况下是不会的。
=============
ljmtidilgw老大在国外见多视广,记得在一篇帖子里讲到国外用e-logp法的比较多。请教老大,用e-logp之后是不是就不用修正了呢?或者说这种计算值与实际值的吻合程度又怎样了呢?
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ljmtidilgw 发表于 2009-11-10 22:05:16 | 显示全部楼层
我给大家来点资料,看有用没有。

一维固结沉降计算一般有以下几个方法:

(1)孔隙比法
1.JPG

(2)压缩系数法
2.JPG

(3)固结系数
3.JPG

压缩系数Mv和杨氏模量的关系

(a)排水情况:
Mv=(1+ν)(1-2ν)/(1-ν).E'

(b)不排水情况:
Eu=3E'/2.(1+ν)
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ljmtidilgw 发表于 2009-11-10 22:27:14 | 显示全部楼层
最后,可能就是Fle_Flo帅哥问的问题有关的解释:


产生这个参数修正的原因是 - “局部屈服破坏效应”

Si=Se/Fr

Si=瞬时沉降
Se=按弹性理论计算的瞬时沉降
Fr=屈服修正因子,与q/qu和初始应力比f有关,初始应力比f又和静止土压力系数k0和不排水强度Cu有关。弹性条件取Fr=1,当局部出现屈服时Fr<1


这个总结是来自目前国际桩基础牛人之手!Harry G. Polous,全文见下面链接第5页:

Harry G. Polous - Foundation settlement analysis for Eighth Buchanan Lecture
http://www.eswnman.com/thread-72249-1-1.html
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z2004 发表于 2009-11-18 17:15:07 | 显示全部楼层
这个问题有意思。我觉得我国规范之所以引入沉降修正系数,是因为我国规范推荐的沉降计算方法是分层总和法,该法假定土体没有侧向位移(1维),实际上地基土是要产生侧向位移的(2或3维),这样二者之间肯定要产生不同。另外,分层总和法基本上还是按线性变形算的,实际情况是地基土是非线性的。所以分层总和法的结果和实际肯定有很大的不同。规范通过对比计算值和实测值就出现了修正系数。

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 楼主| Fle_Flo 发表于 2009-11-19 12:24:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 Fle_Flo 于 2009-11-19 12:31 编辑
这个问题有意思。我觉得我国规范之所以引入沉降修正系数,是因为我国规范推荐的沉降计算方法是分层总和法, ...
z2004 发表于 2009-11-18 17:15

    呵呵,持z2004朋友观点的朋友很多,欲以“复杂”或者“理论与实际的差异”一言蔽之,而不去仔细查究。其实查究起来,这“差异”里面的一二三其实是似是而非的。
    建议你看看上面链接的yantubbs的和勘察论坛中帖子的回复。
    高大钊教授从土的结构性考虑,回复所言有些道理。
    yantubbs中那位回复的也很好:如果考虑2D或3D变形,理论上结果只会比1维计算值更大,而实际上我们的修正是往小的方向修正的。再说非线性,规范已经规定了采用实际的压力段进行计算,这已经修正了非线性差异,继续拿非线性说事也是说不过去的。

=======
ljmtidilgw老大在15楼提到的公式应与本帖题目关系不大。那个公式是讲的瞬时变形量的计算方法,这在国内规范中是很少计算的。
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ctrl 发表于 2009-11-20 14:23:46 | 显示全部楼层
这个问题之前也困扰我很久,也请教了一些老师,说说我和他们讨论后的一些想法。

要理解这个问题需从以下几个方面思考。
1. e-p法和e-logp法的差异
  e-logp法最大的优点是可以简单地考虑土的应力历史,因此该法不仅适用于正常固结土也适用于超固结土,也可以考虑卸载的影响,这使得e-logp法较e-p法更具普遍性,也因此世界大多数的国家和地区多使用e-logp法计算。此外,由于Cc近似于e-logp曲线高应力区直线段的斜率(定义是指初始压缩曲线的斜率),因此e-logp法计算的结果较e-p法大,换言之也较保守。当然采用e-logp法所计算的沉降量也需结合当地的工程经验进行一定的修正,才会比较接近实际的沉降量,而我国由于e-logp法的使用经验较少,并没有建立相应的修正关系。此外,采用e-p法除了不能考虑土的应力历史的缺点外,在实用上还面临一个问题,就是Es是取什么值?尽管我们习惯采用100~200kPa条件下的Es1-2,但显然的随着压力越大Es也越大,而这种高度非线性关系直接影响了计算结果。

2. 室内试验的结果是否可以反映原状土的力学特性?
   这个部分jiexinzhan兄举杨光华老师的文章说明很清楚了,即“对于硬土和结构性土,室内压缩模量的值比用原位试验测得的值小很多,有的只有0.2倍左右。所以硬土(对应于大的压缩模量)的修正系数小于1”。

3. 单向固结的假设条件是否有效?
  这部分杨光华老师也提到了,即“而对于软土,压缩模量(侧限)不能反映侧向变形产生的沉降,使试验室测得的压缩模量偏大,因此计算时乘以一个大于1的修正系数”。对于软土,显然的,在受载后,很容易侧向挤压变形,更接近三维固结条件,其沉降变形较单向固结大许多,自然也需进行一定的修正,当然大多的原状软土具有一定的结构性,因此结构性的部分修正减少,三向固结部分修正增加,使得这部分修正的幅度在1.1~1.4。

总的来说,规范之所以这么修正,主要是积累大量的工程实践经验与工程惯例(e-p法和Es的取值)。但其中涉及到土力学的问题也非常多,这也反映出目前岩土工程领域在计算变形量时,充满许多的不确定性。

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Fle_Flo + 4 + 4
东南西北人 + 10 + 50 精辟至极

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 楼主| Fle_Flo 发表于 2009-11-20 16:44:36 | 显示全部楼层
ctrl的发言算是一个比较完整的总结了。感谢!评分有限制,不能多给了,见谅!
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mqfan1 发表于 2009-12-13 15:30:10 | 显示全部楼层
对于高模量地基即“对于硬土和结构性土,室内压缩模量的值比用原位试验测得的值小很多,有的只有0.2倍左右。所以硬土(对应于大的压缩模量)的修正系数小于1”,这里的差异能有5倍?有试验数据支持吗?
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