文克勒地基模型及地基系數(shù)分布規(guī)律

1、目前，主要有兩種彈性地基模型：一種是溫克勒地基模型；另一種是半空間彈性體地基模型；此外尚有介于兩種模型之間的雙參數(shù)彈性地基模型以及有限壓縮層地基模型等。圖片:文克勒地基.jpg文克勒地基模型是原捷克斯洛伐克工程師文克勒(WINKLER)1876年提出的，其基本假定是地基上任一點(diǎn)的彎沉L，僅與作用于該點(diǎn)的壓力P成正比，而與相鄰點(diǎn)處的壓力無關(guān)，反映壓力與彎沉值關(guān)系的比例常數(shù)K稱為地基反應(yīng)模量，即： K=(P)/(L) 式中K地基的反應(yīng)模量(MPa/m或MN/m3)；P單位壓力(MPa)；L彎沉值(m)。根據(jù)上述假定，可以把地基看作是無數(shù)彼此分開的小土柱組成的體系，或者是無數(shù)互不相聯(lián)的彈簧體系。文克

2、勒地基模型由于假設(shè)簡單，K值測試方便，被廣泛采用，但這種地基模型有明顯的缺點(diǎn)，它忽略了地基中剪應(yīng)力的存在，與實(shí)際情況出入較大。文克勒地基模型忽略了地基中的剪應(yīng)力，而正是由于剪應(yīng)力的存在，地基中的附加應(yīng)力才能向旁擴(kuò)散分布，使基底以外的區(qū)域發(fā)生沉降。凡力學(xué)性質(zhì)與水相近的地基，例如抗剪強(qiáng)度很低的半液態(tài)土如淤泥、軟粘土地基或基底下塑性區(qū)相對較大時，采用文克勒地基模型就比較合適。文克勒地基又可稱為稠密液體地基，地基反應(yīng)模量K相當(dāng)于液體的密度，地基反力相當(dāng)于液體的浮力。此外，厚度不超過梁或板的短邊寬度之半的薄壓縮層地基也適于采用文克勒地基模型。這是因?yàn)樵诿娣e相對較大的基底壓力作用下，薄層中的剪應(yīng)力不大的緣

3、故。實(shí)際上，沉陷也發(fā)生在受壓范圍以外。 半無限彈性體假設(shè)：假設(shè)地基是半無限理想彈性體，采用彈性力學(xué)中半無限大彈性地基的沉陷公式來計(jì)算地基的沉陷。顯然一般土壤與理想彈性體是有區(qū)別的。土壤是顆粒體，而且不能或幾乎不能承受拉力。因此，必須土壤中沒有拉應(yīng)力發(fā)生時，這個土壤地基才能當(dāng)做連續(xù)體看待。中厚度假設(shè)：假設(shè)地基是中等厚度的彈性層(有限壓縮層)，用彈性力學(xué)導(dǎo)出地基的沉陷公式。按照后兩種假設(shè)計(jì)算基礎(chǔ)梁時，必須把問題區(qū)分為平面問題和空間問題，前者又必須區(qū)分為平面應(yīng)力問題和平面形變問題。如果地基是均勻整巖，或是很厚的均勻土層，才能用半無限大彈性體假設(shè)來計(jì)算。如果可壓縮土層的厚度和基礎(chǔ)的最大水平尺寸同階大小，則須按照中厚度地基假設(shè)來計(jì)算。如果地基的可壓縮層較薄，與基礎(chǔ)的最大水平尺寸相比，成為一個很薄的墊層，那就可以按照文克勒假設(shè)來計(jì)算。半無限彈性體模型中忽略了上部結(jié)構(gòu)剛度的影響，而文克勒模型中把基礎(chǔ)