基于广义Gibson模型的大面积荷载下地基沉降计算方法

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基于广义Gibson模型的大面积荷载下地基沉降计算方法*
叶观宝1，2,3，许言1，2，3，张振1，2，3，孙海龙1，2，3
(1.同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海200092；2.同济大学地下建筑与工程系，上海200092；3.地质灾害防控协同创新中心，四川成都610059)
[摘要]随着经济的快速发展，我国大型建（构）筑物、围海造地和场地形成工程日益增多，大面积荷载下的地基沉降问题日益突出，因此开展大面积荷载作用下地基的沉降计算理论研究具有重要的理论价值和现实意义。基于广义Gibso地基模型，考虑地基参数随深度变化的非均质性，求解出大面积荷载作用下地基中心点的竖向位移解析解，利用解析分析对“大面积”荷载进行了讨论与定义。最后，通过上海某大面积场地形成工程实例和三维数值模拟验证了该方法的可行性。结果表明，该计算方法能够较好地反映大面积荷载作用下地基的沉降规律，对于实际工程中预测大面积荷载下地基沉降具有应用价值。

内容摘抄：

0引言
近年来，我国大型建（构）筑物、围海造地和场地形成工程日益增多，这些工程普遍占地面积广、工程规模大，且场地存在大面积工后沉降问题。而现行《建筑地基基础设计规范》GB50007一2011基于Boussinesq解进行沉降计算，且不考虑非均质地基参数沿深度的变化特性，与大面积荷载下地基变形情况存在差异，其理论计算的沉降与工程实测情况明显不符，容易造成地基处理工期延长和成本浪费。因此，亟待开展大面积荷载作用下非均质地基沉降计算理论的研究。
目前对沉降计算的主要影响因素是土性参数测定误差和应力状态的相似性，这也是地基沉降计算方法需改进的方向。基于此，国内外众多学者在地基沉降计算方法上进行了广泛的研究。Terzaghi等四提出了砂土地基经验公式；杨光华2采用ep曲线求Duncan-Chang模型的切线模量，提出了考虑侧向变形的非线性地基分层沉降计算方法：焦五一[别提出基于弦线模量的沉降计算方法。
Gibson地基最早由Gibson等[4]提出。广义Gibson地基是指地表处的土体弹性模量不为0，且随着深度线性变化的非均质线弹性地基。王旭东等[s)研究表明，Gibson地基与均质地基中的应力分布基本相同：周迪永[6]考虑了剪切模量沿深度线性变化，将Gibson地基离散为成层地基，得到了条形荷载及圆形荷载作用下Gibson地基位移和应力的解答；朱向荣等[研究了双层广义Gibson地基轴对称静力学问题，探讨了硬壳层厚度及模量变化对土体中附加应力分布的影响：丁洲祥[8)提出了确定Gson地基模型参数的一种方法，通过实例证明了该方法显著提高了地基沉降预测的精度。
本文基于广义Gibson地基模型，考虑地基土体模量随深度变化的非均质性，开展大面积荷载下地基沉降计算理论研究，求解在大面积均布荷载作用下地基中心点的竖向位移解析解，以期更好地指导实际工程中大面积荷载下的沉降计算问题。

（略）

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