GEO5双参数弹性地基模型参数说明
1 单参数地基模型
在中国大部分岩土规范中使用的地基模型均为单参数模型,于1867年由捷克工程师E·Winkler提出,假设土介质表面任意一处的位移w与作用在该点的应力q成正比,且与作用在其他点的应力无关。其表达形式为:
其中:
K——基床反力系数,也称基床系数,Mpa/m。
由上述假设及公式可知,实质上温克尔地基模型即由一系列弹簧单元构成,各弹簧单元相互独立,互不影响。具有简单易用的特点,但是缺点也相对明显:虽然能够考虑变形,但无法体现地基土变形的连续性。
2 双参数地基模型
随着岩土工程这一应用科学的不断发展,出现了针对单参数地基模型缺陷改善,即在土体的连续性态表达上更加合理的双参数地基模型。其代表性的模型有,帕斯捷尔纳克(Pasternak,1954),费洛年柯—鲍罗基契(Filonenko.Boorodich,1940、1945),海腾尼(Het6nyi,1946)等。
(1) Pasternak模型
在winkler模型的基础上,假设弹性地基模型中的各弹簧之间是存在剪切相互作用的。其表达式如下:
其中:
k——基床反力系数,也称基床系数,Mpa/m。
Gp——剪切模量
(2) Hetenyi模型
在winkler模型的基础上,假设独立弹簧单元之间的相互作用通过加入一个抗弯刚度为D的弹性板或弹性梁。
(3)Filonenko Boorodich模型
在winkler模型的基础上,假设具有常值拉力T作用的弹性薄膜连接温克尔地基中各弹簧单元,由此获得弹簧之间的连续性。
在GEO5中内置的双参数模型是Pasternak模型。实质上将上述三类模型中的Gp,D,T设置为0的时候,即又转化为了简单的单参数地基模型。因而用户在使用时觉得双参数过于复杂的情况下,可以将软件中双参数中的第二个参数C2设置为0,C1按照国标规范相关建议的地基反力系数k填写即可。这里也给出建议的地基反力系数k的试验方法和参数取值范围,工程师可翻看《工程地质手册》第5版,263页表3-5-5