管沟回填土的变形模量计算
管道变形计算
4.0 0.838 0.162
5.0 0.948 0.052
形模量
回填土压实系数（%）
95
100
24<N≦50
>50
10
20
7
14
5
10
5
10
3
7
管道覆土 管材泊松 厚度Hs(m) 比
Br/De
6
0.4
2.67
α1
α2
0.608 0.392
计算结果
ψqqVKD0
管侧土的综 最大竖向
合变形模量 变形
85 4<N≦14
5
砾石、沙卵石、细粒土含量不大于12%
3
土的类别 砾石、沙卵石、细粒土含量大于12%
1
粘性土或粉土（WL<50%）砂石粒含量大 于25%
1
粘性土或粉土（WL<50%）砂石粒含量小 于25%
回填土压实系数（%） 90 14<N≦24 7 5 3 3
1
2.管道最大竖向变形计算
Wd,max
管侧土的综合变形模量
Ed • Ee
1
1
2
Ee En
1.计算参数 1及2
Br/De α1 α2
1.5 0.252 0.748
2.0 0.435 0.565
2.5 0.572 0.428
3.0 0.680 0.320
缺乏资料时Ee和En可按下表选取
管侧回填土和槽侧原状土的变形模量
原状土标准贯入锤击数N63.5 砾石、碎石
Ed(MPa)
Wd,max(m)
3.712
5.00
0.0393
管道变形率 Δ
稳定性
0.05
4土的变形计算
与实际相比,结算 结果的影响?
1) 地基土是均质、各向同性的半无限空间弹性体。
2) 地基土层受荷后不能发生侧向变形。
目的：可利用完全侧限压缩试验的指标。
计算结果比实际大还是小 ?
3)基础沉降量根据基础 中心点下 土柱所受的 附加应力 σz 进行计算。
4)基础最终沉降量等于基础底面下某一深度范围内各 土层压缩量的总和。
Cc ? 0.4 高压缩性土。
压缩系数随着起始压力和压力增量的 不同而不同 ,因此必须规定 起始压力和同一 压力变化范围 ,常用a1-2 作为判断土压缩性 的标准;而压缩指数由于选用的坐标不同 ,它 是e~lg p曲线后段 (压力较大)部分的直线斜 率,在很大范围内是常数 ,所以Cc并不随压力 变化范围而异 .
土的变形性质及地基沉降计算
第一节 土的压缩性
一、基本概念
1、土的压缩性：地基土在压力作用下体积减小的 特性。土体积缩小包括三个方面： ①土中水、气从 孔隙中排出，使孔隙体积减小； ②土颗粒本身被压 缩; ③土中水及封闭在土中的气体被压缩 。由于在 一般的压力作用下，土粒（土的固相）和水（土的 液相）的压缩量与土的总压缩量相比十分微小，故 可近似认为土粒和水是不可压缩的。
地基土的压缩性 压缩模量Es
分层总和法或规范推荐公式计算地基最终沉降量 变形模量Eo — 弹性理论方法计算地基沉降量
考虑不同变形阶段的瞬时沉降计算 弹性模量E 计算高耸结构物风荷载作用下的倾斜
地震反应分析计算或路面设计
2.变形模量与压缩模量 ※ 土的变形模量E0是土体在 无侧限条件下的应力与相应的应变的比值。 ※ 土的 压缩模量 Es 是土体在 完全侧限条件 下的有效应力与相应的应变的比值。
二、压缩试验和压缩性指标
专业知识（一）辅导---确定地基土的变形模量
（六）、确定地基⼟的变形模量地基⼟的变形模量是根据p-s曲线的初始直线段，并假设⼀刚性板作⽤在均质各向同性的弹性半⽆限体的表⾯，由弹性理论可得：E0=I0IIK(1－µ2)d （1）浅层平板载荷试验按下式计算式中：E0－载荷试验的变形模量；I0－当承压板位于半⽆限体表⾯时的影响系数；对于圆形板：I0＝0.785(π/4)；对于⽅形办I0=0.886。
II－当承压板在半⽆限体表⾯以下深度为z时的修正系数；当zI＝1－0.27z/d；当z>d，II =0.5+0.23d/z；K－p-s曲线直线段斜率；对于缓变形曲线，⼀般对前4－5点进⾏直线拟合后取值；µ－⼟的泊松⽐，卵⽯、碎⽯取0.27；砂、粉⼟为0.3；粉质粘⼟为0.35；粘⼟为0.42；在不排⽔条件下的饱和粘性⼟可取0.5；d－承压板的直径或边长。
深层平板载荷试验和螺旋板载荷试验按下式计算： (2)式中：p—p-s曲线线形段的压⼒（kpa）d—承压板直径或边长（m）s—与p对应的沉降（mm）对于平板载荷试验来说，规范规定：试坑的直径应⼤于3倍的承压板的直径。
（七）、确定基床系数：根据承压板边长为30cm的平板载荷试验按式计算（⼋）、承载⼒特征值⼀般取p0作为地基⼟的承载⼒特征值。
对缓变形曲线按s/d取值。
（九）、关于承载⼒特征值和修正后的承载⼒特征值承载⼒特征值（fak）：指由载荷试验测定的地基⼟压⼒变形曲线线性变形阶段内规定的变形所对应的应⼒值，其值为⽐例界限。
修正后承载⼒特征值（fa）：根据基础的实际⼤⼩和埋深，对承载⼒标准值进⾏深度和宽度修正后得到的承载⼒，称之为承载⼒设计值。
fa=fak+ηbγ(b-3)+ ηdγm(d-0.5) (2)式中ηb、ηd－基础宽度和深度修正系数，按基底下⼟类查表取⽤；（⼗）、适⽤条件较好地模拟建筑地基的⼯作条件，对于确定承载⼒和变形模量是可靠的；缺陷：受荷⾯积较⼩，加荷后的影响深度为（1.5~2）d（承压板的直径或边长）；加荷时间较短，不能提供建筑物的长期沉降资料。
土的回弹模量计算
根据《公路路基路面现场测试规程》土的回弹模量计算(JTG E60-2008)，现计算土的回弹模量如下: 1、承载板法测定土的回弹模量计算资料见表1 :承载板试验的荷载•变形曲线承载板试验数据表1根据表中数据，舍去回弹变形大于1mm 的数据，绘出p-L 曲线如图1所示:/图1承载板实验荷载-变形曲线9030 10O.OS 0.12P(WPa)---- 回弾寰槪(0.01mm)0.02根据规范，由于曲线起始部分出现反弯， 故应进行原点修正，并进行直线拟合，如图2所示:承载板试验的荷载■变形曲线---- 回mrri)—线性〔回弹簣总 {0 Olmrin))图2原点修正图由图2读的各级荷载作用下图的回弹变形值如表2所示：各级荷载对应的土的回弹变形值表20.020.04 0.06 0.080.101731435873由公式Ji D计算得：Ji X 300 , 卞、 (0.02 + «.04 + O.OG + O.OH + 0.H))/i D = -------- ----- - X ([-035 ) X ------------------------------------------------------ =27.93(MPa)4 (17+ 31 + 43 + 58 + 7^) X 10 _式中：卫1==土基回弹模量.；； - 刚性承载板直径，规定为 30cmP(MPa)2“一-土基泊松比，取为0.35丄 < 各级荷载单位压力作用下，回弹变形小于1mm勺回弹变形总和2、贝克曼梁弯沉试验法测定土的回弹模量2.1计算资料见表3：测点回弹弯沉（0.01mm）di=Li-L(mm)di/r0117750.322151-21-1.34319321 1.344159-13-0.83517860.386144-28-1.787152-20-1.278158-14-0.89919826 1.6510171-1-0.0611147-25-1.591221543 2.731320735 2.2314158-14-0.89和自然误差IT匚=0.6755(1= 0.675 X 23.31 = 1573式中：工——回弹弯沉的平均值（0.01mm）――回弹弯沉测定值的标准差（0.01mm）回弹弯沉测定值的自然误差（0.01mm）各测点的回弹弯沉值（0.01mm）玲一一测点总数I /V-1=23.312 X 0.7D X1.9531213X(1 -0.35^) X有效。
埋地塑料管道变形量和稳定性计算
一、管道竖向直径变形量计算Wd,max 0.021164480.05Do0.030.03Do0.018DL 1.5Kd0.1Ψq*qvk*De当覆土≥3.0m时，取5D0 3.00Ψqq vkD00.6Sp8Fsv,kγs*Hs*De33.48γs18Hs 3.00De0.620以下计算管侧土的综合变形模量ζ1（α1+α2（Ee/En））0.63785693Ee5En1Ee/En5Br B=D0+2(b1+b2+b3) 2.6De0.62Br/De 4.19354839α10.85806258α20.14193742Edζ*Ee*10003189.28467二、管道环截面稳定性计算Fcr.k985.886643U p0.4Fvk64Fcr.k/Fvk15.4044788上表中涂色部分需根据管道在组合荷载作用下的最大竖向变形，该值不超过0.05Do符合要求变形滞后效应系数，取1.5计算管道变形系数，按管道基础中心角2α>90°时，取0.1计算地面荷载或车辆荷载之中取大值，大于3.0m时，为5Do04S520-11表4地面荷载（车辆荷载或堆积荷载）对管道的作用，其准永久值系数， =0.5车轮荷载传递到管顶处的竖向力标准值（kN/㎡）管道计算直径（m）管材的环刚度每延米长度管道管顶的竖向土压力标准值（KN/m）；回填土的重力密度，取18KN/m³管顶至设计地面的覆土厚度（m）管道外径（m）04S520-11表5、6回填土的变形模量04S520-11表7基槽两侧原状土的变形模量04S520-11表7管中心槽宽（m），调整槽宽，使C3<C4管外径（m）与Br/De相关，内插法04S520-11表5、6与Br/De相关，内插法04S520-11表5、6管侧土的综合变形模量（KN/㎡）管壁失稳的临界压力标准值（KN/㎡）管材泊松比，PVC-U＝0.37,PE＝0.4,PP＝0.4管顶在各项作用下的竖向压力标准值（KN/㎡）大于2符合环截面稳定要求符合要求需根据实际情况输入相应值或进行调整33.0618中粗砂湛江原状土地质复杂，标准贯入锤击数N 基本在4-14范围，En值取3 ..max ()80.061d sv k q vk e d L p dK F q D D S E ϕ+=+W。
土的压缩模量、变形模量和弹性模量
土的压缩模量、变形模量和弹性模量压缩模量、变形模量和弹性模量都是对土的变形能力的不同表达，各自适用于不同情况。
压缩模量Es也叫侧限压缩模量，是土在完全侧限条件（无侧向变形）下，竖向附加应力与相应竖向应变的比值。
其大小反映了土体在单向压缩条件下对压缩变形的抵抗能力。
变形模量Eo是在现场原位测得的，是无侧限条件下应力与应变的比值，相当于理想弹性体的弹性模量，但是由于土体不是理想弹性体，故称为变形模量。
可以比较准确地反映土在天然状态下的压缩性。
压缩模量和变形模量之间可以互相换算，两者间是倍数的关系，土越坚硬倍数越大，软土则两者比较接近。
弹性模量是正应力与弹性（即可恢复）正应变的比值。
在计算饱和粘性土地基上瞬时加荷所产生的瞬时沉降时，就要采用弹性模量。
弹性模量＝应力/弹性应变，它主要用于计算瞬时沉降；压缩模量和变形模量均＝应力/总应变，压缩模量是通过现场取原状土进行实验室有侧限压缩实验得出的，而变形模量则是通过现场的原位载荷试验得出的，它是无侧限的。
弹性模量要远大于压缩模量和变形模量，而压缩模量又大于变形模量。
地堪报告中，一般给出的是土的压缩模量Es与变形模量Eo，而一般不会给出弹性模量E。
按规范的规定，在地基变形验算中要用的是压缩模量Es，但因Es 是通过现场取原状土进行试验的，这对于粘性土来说很容易做到，但对于一些砂土和砾石土等粘聚力较小的土来说，取原状土是很困难的，很容易散掉，因此对砂土的砾石土通常都是通过现场载荷试验得到Eo，所以在地堪报告上，对于砂土的砾石土一般都仅给出Eo，即使给出Es，也是根据Eo换算来的，而不是试验直接得出的。
理论上Es和Eo有一定的关系，但根据该关系换算误差较大，所以二者关系一般都根据地区经验进行换算。
******************************************************************* ************土的变形模量：土的变形模量是通过现场载荷试验求得的压缩性指标，即在部分侧限条件下，其应力增量与相应的应变增量的比值。
土的回弹模量计算(道路工程)
土的回弹模量计算之巴公井开创作根据《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60）,现计算土的回弹模量如下：1、承载板法测定土的回弹模量计算资料见表1：承载板试验数据表1根据表中数据,舍去回弹变形年夜于1mm的数据,绘出pL曲线如图1所示：图1 承载板实验荷载变形曲线根据规范,由于曲线起始部份呈现反弯,故应进行原点修正,并进行直线拟合,如图2所示：图2 原点修正图由图2读的各级荷载作用下图的回弹变形值如表2所示：各级荷载对应的土的回弹变形值表217 31 43 58 73由公式计算得：式中：土基回弹模量刚性承载板直径,规定为30cm回弹变形小于1mm的各级荷载单元压力总和各级荷载单元压力作用下,回弹变形小于1mm的回弹变形总和2、贝克曼梁弯沉试验法测定土的回弹模量2.1计算资料见表3：贝克曼梁弯沉试验数据表3测点回弹弯沉（0.01mm)di=LiL(mm)di/r0117750.32215121 1.34319321 1.344159130.83517860.38614428 1.78715220 1.278158140.89919826 1.651017110.061114725 1.591221543 2.731320735 2.2314158140.89、单次丈量的标准差和自然误差式中：——回弹弯沉的平均值（0.01mm）——回弹弯沉测定值的标准差（0.01mm）回弹弯沉测定值的自然误差（0.01mm）各测点的回弹弯沉值（0.01mm）测点总数,并计算较年夜的偏差值与自然误差值之比,计算值如表3所示,由表可知：,故所有测点数据均有效.式中：计算代表弯沉式中：土的回弹模量测定车轮的平均垂直荷载（MPa）测定用标准车双圆荷载单轮传压面当量圆的半径（cm）测定层资料的泊松比时间：二O二一年七月二十九日。
土的回弹模量计算(道路工程)
土的回弹模量盘算依据《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60）,现盘算土的回弹模量如下：1、承载板法测定土的回弹模量盘算材料见表1：承载板实验数据表1依据表中数据,舍去回弹变形大于1mm的数据,绘出pL曲线如图1所示：图1 承载板实验荷载变形曲线依据规范,因为曲线肇端部分消失反弯,故应进行原点修改,并进行直线拟合,如图2所示：图2 原点修改图由图2读的各级荷载感化下图的回弹变形值如表2所示：各级荷载对应的土的回弹变形值表217 31 43 58 73由公式盘算得：式中：土基回弹模量刚性承载板直径,划定为30cm回弹变形小于1mm的各级荷载单位压力总和各级荷载单位压力感化下,回弹变形小于1mm的回弹变形总和2、贝克曼梁弯沉实验法测定土的回弹模量2.1盘算材料见表3：贝克曼梁弯沉实验数据表3测点回弹弯沉（0.01mm)di=LiL(mm)di/r0117750.32215121 1.34319321 1.344159130.83517860.38614428 1.78715220 1.278158140.89919826 1.651017110.061114725 1.591221543 2.731320735 2.2314158140.89.单次测量的尺度差和天然误差式中：——回弹弯沉的平均值（0.01mm）——回弹弯沉测定值的尺度差（0.01mm）回弹弯沉测定值的天然误差（0.01mm）各测点的回弹弯沉值（0.01mm）测点总数,并盘算较大的误差值与天然误差值之比,盘算值如表3所示,由表可知：,故所有测点数据均有用.式中：盘算代表弯沉式中：土的回弹模量测定车轮的平均垂直荷载（MPa）测定用尺度车双圆荷载单轮传压面当量圆的半径（cm）测定层材料的泊松比。
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管沟回填土的变形模量计算
1 管侧土的综合变形模量应根据管侧回填土的土质、压实密度和基槽两侧原状土的土质、综合评价确定。
2 管侧土的综合变形模量Ed 可按下列公式计算： Ed=ζ·Ee (2-1)
e
12
n
1=
a +a E E （） (2-1)
式中 Ee —管侧回填土在要求压实密度时相应的变形模量(MPa)，应
根据试验确定，当确乏试验数据时，可参照表2-1采用； En —基槽两侧原状土的变形模量(MPa)，应根据试验确定，当
确乏试验数据时，可参照表2-1采用； ζ—综合修正系数；
a 1、a 2—与B r (管中心处槽宽)和D 1(管外径)的比值有关的计算参
数，可按表.2-2确定。
表2-1 管侧回填土和槽侧原状土的变形模量
表2-2 计算参数a及a
3 对于填埋式敷设的管道，当B r/D1>5时，应取ζ=1.0计算。
此时
B r应为管中心处按设计要求达到的压实密度的填土宽度。