基本
由结构荷载造成的土壤总沉降 stot由直接沉降 s0 、固结沉降 s1和随时间而变化的徐变沉降 s2组成。
s总= s0 + s1 + s2 = s + s2
根据 DIN 4019 [2] ,下面描述的方法包括一个特定的设置 "s",该设置由两个沉降分量组成 - 固结产生的沉降和徐变产生的沉降(次沉降)。 图 1 以图形方式显示了随时间变化的沉降分量。 在这种情况下,时间 t0表示直到完全合并之前的时间。
使用土壤上的竖向应力计算沉降
下面介绍的沉降计算方法是基于弹性的、各向同性的、均匀的半空间模型。 这种方法同样适用于多层基础土的沉降。
为了确定沉降,必须将土壤分成条带,并定义基础底部的土壤垂直应力。 根据弹性分析,确定每条带钢的比沉降 si ;然后将它们相加,得到总沉降 s。
值:
Δσz,i = 带 i 中附加应力产生的沉降
ES,i = 带 i 的刚度模量
Δzi = 带材 i 的厚度
计算土壤竖向应力
首先,沉降计算需要计算土壤的竖向应力。 应力和沉降的计算是基于弹性各向同性的半空间模型。 根据产生这些应力的原因,可以将这些应力分为以下几种:
σ或= 由土自重产生的土应力
σz = 结构荷载产生的应力
σz,i = 由结构荷载作用在带钢 i 上产生的应力
在深度 z 处附加荷载作用下的土壤竖向应力 σz可以根据 Boussinesq 方法[3]和叠加原理计算。
根据 Boussinesq,在半空间面上计算由竖向集中荷载 V 引起的土壤竖向应力,如图 2 所示。
均匀“弹性”矩形应力 σ z 的角点下深度 z 处的土壤垂直应力 σz可以根据图 3 确定。
应力影响系数 iR可以从相应的列线图中导出,例如从 DIN 4019 [2] 中导出。
应用上面介绍的方法,得到基础下土层的竖向土应力分布结果如图 4 所示。
沉降深度
在沉降计算中,必须要考虑基础荷载产生的附加应力,直至达到沉降的影响深度,也称为极限深度。 根据 EN 1997-1 [1]和 DIN 4019 [2],沉降影响深度可以看作深度 z,在该深度 z 处基础荷载作用下的有效竖向应力为有效上覆土应力的 20%。