2018年巖土工程師基礎(chǔ)知識(shí)考點(diǎn)：基礎(chǔ)下巖體的變形

　　基礎(chǔ)下巖體的變形(沉降)

　　巖基上基礎(chǔ)的垂直變形即基礎(chǔ)的沉降，主要是由于巖基內(nèi)巖層承載后出現(xiàn)的變形引起的。對(duì)于一般的中小型工程來說，由于巖體的變形模量較大，所以引起的沉降變形較小。

　　但是，對(duì)于重型結(jié)構(gòu)或巨大結(jié)構(gòu)來說，則產(chǎn)生變形較大。在對(duì)這類建(構(gòu))筑物來說，巖基變形有兩個(gè)方面的影響：一個(gè)是在絕對(duì)位移或下沉量直接使基礎(chǔ)沉降，改變了原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求;另一個(gè)是因巖基變形各點(diǎn)不一，造成上部結(jié)構(gòu)上各點(diǎn)間的相對(duì)位移，即差異沉降。

　　【例題3】巖基上基礎(chǔ)的垂直變形即基礎(chǔ)的沉降主要是由下列哪項(xiàng)引起()。

　　A. 巖層自重

　　B. 基礎(chǔ)深部軟弱夾層

　　C. 巖層自重以及附加荷載

　　D. 巖基內(nèi)巖層承載后出現(xiàn)的變形

　　答案：D

　　計(jì)算基礎(chǔ)的沉降可用彈性理論解法。對(duì)于幾何形狀、材料性質(zhì)和荷載分布都是不均勻的基礎(chǔ)，則用有限單元法分析其沉降是比較準(zhǔn)確的。

　　按彈性理論求解各種基礎(chǔ)的沉降，仍可采用布辛涅斯克解。當(dāng)半無限體表面上被作用有一垂直的集中力p時(shí)。則在半無限體表面處(z=0)的沉降量s為

　　式中r—計(jì)算點(diǎn)至集中荷載p處之間的距離。

　　如果半無限體表面上，分布有荷載作用(圖17-2-5)，則可按積分法求出表面上任一點(diǎn)M(x,y)處的沉降量sxy。

　　下面介紹用彈性理論求解圓形基礎(chǔ)、矩形及條形基礎(chǔ)的沉降

　　(一)圓形基礎(chǔ)的沉降

　　當(dāng)圓形基礎(chǔ)為柔性時(shí)(圖17-2-6)，如果其上作用有均布荷載p和在基底接觸面上沒有任何摩擦力時(shí)，則基底反力sv。也將是均勻分布的，并等于p0，這時(shí)

　　現(xiàn)列出M點(diǎn)處的表面沉降式子，通過M點(diǎn)作一割線nm，再作一無限接近的另一割線n1m,定出微面積dF=rdψdr，可得到：dp=pdF=p rdψdr

　　按式(17-2-6)可得

　　總荷載引起m點(diǎn)處表面的沉降量為

　　對(duì)于圓形剛性基礎(chǔ)(圖17-2-7)。當(dāng)作用有荷載p時(shí)，基底的沉降將是一個(gè)常量，但基底接觸壓力sv。不是常量。

　　這時(shí)可用式(17-2-13)解得：

　　上式說明在基礎(chǔ)邊緣上的接觸壓力為無限大。這是由于假設(shè)基礎(chǔ)是完全剛性體，使得基礎(chǔ)中心下巖基變形大于邊緣處，形成一個(gè)下降漏斗，造成了荷載集中在基礎(chǔ)邊緣處的巖層上。當(dāng)然，這種無限大的壓力實(shí)際上不會(huì)出現(xiàn)，因?yàn)榛�礎(chǔ)結(jié)構(gòu)并非完全剛性，而且純粹的彈性理論也與巖基的實(shí)際情況不完全符合。因而，在基礎(chǔ)邊緣的巖層處，巖層會(huì)產(chǎn)生塑性屈服，使邊緣處的壓力重新調(diào)整。

　　【例題5】對(duì)于矩形剛性基礎(chǔ)而言，其沉降量與下列哪一項(xiàng)無關(guān)()。

　　A. 基礎(chǔ)寬度

　　B. 基礎(chǔ)長度

　　C. 地基土的變形模量

　　D. 土的內(nèi)聚力和摩擦角

　　答案：D

　　【例題6】對(duì)于條形剛性基礎(chǔ)而言，其沉降量與下列哪一項(xiàng)無關(guān)()。

　　A. 基礎(chǔ)寬度

　　B. 基礎(chǔ)長度

　　C. 地基土的變形模量

　　D. 土的泊松比

　　答案：B

　　【例題7】對(duì)于邊長為a的方形基礎(chǔ)和寬度為a的條形基礎(chǔ)，當(dāng)其承受的中心荷載均為p時(shí)，關(guān)于方形基礎(chǔ)中心沉降量s1和條形基礎(chǔ)的中心沉降量s2，下列哪一項(xiàng)是正確的()。

　　A. s1=s2

　　B. s1>s2

　　C. s1

　　D. 無法判斷

　　答案：C

　　對(duì)于矩形的柔性基礎(chǔ)，當(dāng)其承受中心均布荷載p時(shí)，基礎(chǔ)底面上各點(diǎn)的沉降量皆不相同。但沿著基底的壓力是相等的。當(dāng)基礎(chǔ)的底面寬度為b、長度為a時(shí)，基底中心的沉降量可按下式求得：