釋義
變形分析是岩土工程勘察中的用詞,一般是指對地基變形進行的可能性分析。
地基變形
地基變形由瞬時沉降、固結沉降和蠕變沉降(次固結)所組成。在多數工程中,蠕變沉降所占比重很小,只有當含有大量有機物的厚層粘土存在時,其蠕變值應高度重視。
地基基礎設計中所關心的兩個最主要的問題就是地基的變形和穩定。其中變形又主要指沉降,穩定性喪失也與過大沉降有關。
變形原因
地基變形主要是指地基的不均勻沉降,地基的不均勻沉降是造成建築物裂縫損壞或傾斜等的工程事故的重要原因。影響地基變形的原因主要有地下水位變化、地基的不均勻性、上部結構的荷載差異、建築物體型以及鄰近建築物周圍開挖基坑對其造成的影響等。
工程中地基側向變形不可能完全限制,往往只是相對豎向壓縮變形較小可忽略不計而已。但是對於軟弱地基或飽和土而言,在荷載剛施加時,水來不及排出,體積尚未壓縮,但地基沉降發生了,這種沉降就是側向變形引起的,隨著水的排出,土骨架壓縮,才產生進一步的沉降,也就是平時所說的固結沉降或豎向沉降。因此,日常工程中的總沉降量應該有兩部分組成,即土的固結變形和剪下變形,其中土的固結變形是與體積變形相聯繫,決定於水的排出和土骨架的收縮;而土的剪下變形是由於土體的形狀改變,膨脹等側向變形。
變形分析
沉降計算時,必須將地基變形作為二維問題或三維問題來處理,通常用地基土的材料參數-泊松比來反映側向變形影響的主要指標。當泊松比=0.5時,將無體積變形,豎向荷載作用下的地面沉降全部由側向變形引起,比如飽和土。當泊松比=0時,則在豎向荷載作用下,不發生側向膨脹,全部沉降都是壓縮沉降,但這是不可能的。一般土體泊松比在0和0.5之間,故在豎向荷載作用下,沉降有兩部分組成。
在實際計算中要反映側向變形很難,因此,到目前為止,實際工程中沉降計算主要還是採用了無側向變形的分層總和法算得的沉降乘以修正係數來解決,其中修正係數是一個經驗值,工民建全國規範和許多地方規範都作了這樣的規定。如上海地基規範中規定修正係數隨荷載而增大。這是因為荷載較大時,泊松比較大,側向變形顯著,因而無側向變形的分層總和法算得的沉降就有更大誤差,需要有較大值的修正係數。
分層總和法
分層總和法是指將地基沉降計算深度內的土層按土質和應力變化情況劃分為若干分層,分別計算各分層的壓縮量,然後求其總和得出地基最終沉降量。這是計算地基最終沉降量的基本且常用的方法。
土壩變形分析
土壩建成後,無時無刻不處於變形之中,土壩變形的主要原因有:壩體材料的正常壓縮,壩基沉降,壩體乾縮,壩體濕陷,壩體壩基的剪下等.
土壩變形主要是受各種作用力作用,土料性質,地理地質狀況等影響,有的屬於正常,有的屬於異常,這必須進行相關的理論分析.