持力層演算法

Ⅰ 土木吧 ▌終於知道了樁與墩的區別和聯系

樁與墩

1.在我國的工程技術標准中，沒有關於墩的任何技術規定；

2.在《建築岩土工程勘察基本術語標准》中，關於「墩」的定義是：「用人工或機械在岩土中成孔現場灌注的直徑一般大於800mm的混凝土柱，亦稱為大直徑樁」；

3.在龔曉南教授主編的《土力學及基礎工程實用名詞詞典》中，有鑽孔墩基礎的定義：「在機械或人工挖好的井孔內灌注混凝土而築成的深基礎。井孔底部可使之擴大而形成擴底墩。鑽孔墩墩身直徑一般大於750mm。大直徑鑽孔灌注樁、人工挖孔樁、沉井基礎等常被用來表示墩基礎」；

4.在方曉陽的《基礎工程手冊》中，認為樁和墩的主要區別在於施工方法不同。樁的設置通常是將結構構件打入或振入土中，而使土擠壓。墩基的設置則是先挖好或鑽好一個井孔，井孔可根據土質情況帶有套筒或不帶套筒，然後將混凝土灌入孔內；

5.綜上所述，可見無論在國內外，墩都是大直徑樁的同義語。

樁和墩的區別(轉貼）

全國民用建築工程設計技術措施——結構》在挖孔樁基礎設計一節提到：人工挖孔樁的樁長不宜大於40m，宜不宜小於6m，樁長少於6m的按墩基礎考慮，樁長雖大於6m，但L/D〈3m，亦按墩基計算。
由此可看出，主要使用構件長度來區分墩基與擴底樁的（當然區分後各自的演算法就不一樣了），從計算方法上來說，墩基礎仍屬於天然地基，多用於多層建築，由於基底面積按天然地基的設計方法進行計算，免去了單墩載荷試驗。因此，在工期緊張的條件下較受歡迎。
關於墩基礎的設計與構造可詳下面的一篇文章（關與樁基相應規范上介紹的較詳細，故不再另述）：
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《一種特殊天然地基基礎—墩基礎的設計及構造》
文章來源——xiong-818網友。

一、 墩基的適用范圍：
埋深大於3m、直徑不小於800mm、且埋深與墩身直徑的比小於6或埋深與擴底直徑的比小於4的獨立剛性基礎，可按墩基進行設計。墩身有效長度不宜超過5m。
墩基礎多用於多層建築，由於基底面積按天然地基的設計方法進行計算，免去了單墩載荷試驗。因此，在工期緊張的條件下較受歡迎。
墩基施工應採用挖（鑽）孔樁的方式，擴壁或不擴壁成孔。考慮到埋深過大時，如採用墩基方法設計則不符合實際，因此規定了長徑比界限及有效長度不超過5m的限制，以區別於人工挖孔樁。當超過限制時，應按挖孔樁設計和檢驗。
單從承載力方面分析，採用墩基的設計方法偏於安全。
二、 墩基的設計應符合下列規定：
1 單墩承載力特徵值或墩底面積計算不考慮墩身側摩阻力，墩底端阻力特徵值採用修正後的持力層承載力特徵值或按抗剪強度指標確定的承載力特徵值。岩石持力層承載力特徵值不進行深寬修正。
2 持力層承載力特徵值的確定應符合國家標准《建築地基基礎設計規范》GB50007—2002第5．2．3條的規定。
甲級設計等級建築物的墩底承載力特徵值可通過孔內墩底平板載荷試驗、深層平板載荷試驗、螺旋板載荷試驗等方法確定。荷載不大的墩，也可直接進行單墩豎向載荷試驗，按單樁豎向載荷試驗方法直接確定單墩承載力特徵值。
墩埋深超過5m且墩周土強度較高時，當採用公式計算、室內試驗、查表或其他原位測試方法（載荷試驗除外）確定墩底持力層承載力特徵值時，可乘以1.1的調整系數，岩石地基不予調整。
3 墩身混凝土強度驗算應符合國家標准《建築地基基礎設計規范》GB50007—2002第8．5．9條的規定。
4 墩底壓力的計算、墩底軟弱下卧層驗算及單墩沉降驗算應符合國家標准《建築地基基礎設計規范》GB50007—2002第5章地基計算中的有關規定。
三、 墩基的構造應符合下列規定：
1 墩身混凝土強度等級不宜低於C20。
2 墩身採用構造配筋時，縱向鋼筋不小於8Φ12mm，且配筋率不小於0.15%，縱筋長度不小於三分之一墩高，箍筋Φ8@250mm。
3 對於一柱一墩的墩基，柱與墩的連接以及墩帽（或稱承台）的構造，應視設計等級、荷載大小、連系梁布置情況等綜合確定，可設置承台或將墩與柱直接連接。當墩與柱直接連接時，柱邊至墩周邊之間最小間距應滿足國家標准《建築地基基礎設計規范》GB50007—2002表8．2．5—2杯壁厚度的要求，並進行局部承壓驗算。當柱與墩的連接不能滿足固接要求時，則應在兩個方向設置連系梁，連系梁的截面和配筋應由計算確定。
牆下墩基多用於多層磚混結構建築物，設計不考慮水平力，牆下基礎梁與墩頂的連接只需考慮構造要求，採取插筋連接即可。可設置與墩頂截面一致的墩帽，墩帽底可與基礎梁底標高一致，並與基礎梁一次澆注。在墩頂設置墩帽可保證墩與基礎梁的整體連接，其鋼筋構造可參照框架頂層的樑柱連接，並應滿足鋼筋錨固長度的要求。
4 墩基成孔宜採用人工挖孔、機械鑽孔的方法施工。墩底擴底直徑不宜大於墩身直徑的2.5倍。
5 相鄰墩墩底標高一致時，墩位按上部結構要求及施工條件布置，墩中心距可不受限制。持力層起伏很大時，應綜合考慮相鄰墩墩底高差與墩中心距之間的關系，進行持力層穩定性驗算，不滿足時可調整墩距或墩底標高。
6 墩底進入持力層的深度不宜小於300mm。當持力層為中風化、微風化、未風化岩石時，在保證墩基穩定性的條件下，墩底可直接置於岩石面上，岩石面不平整時，應整平或鑿成台階狀

Ⅱ 地基承載力是怎麼計算的

地基承載力=8*N-20(N為錘擊數）

地基承載力特徵值fak是由荷載試驗直接測定或由其與原位試驗相關關系間接確定和由此而累積的經驗值。它相於載荷試驗時地基土壓力－變形曲線上線性變形段內某一規定變形所對應的壓力值，其最大值不應超過該壓力－變形曲線上的比例界限值。

(2)持力層演算法擴展閱讀

地基承載力（subgrade bearing capacity）是地基土單位面積上隨荷載增加所發揮的承載潛力，常用單位KPa,是評價地基穩定性的綜合性用詞。

應該指出，地基承載力是針對地基基礎設計提出的為方便評價地基強度和穩定的實用性專業術語，不是土的基本性質指標。土的抗剪強度理論是研究和確定地基承載力的理論基礎。

地基承載力的確定方法有：

（1）原位試驗法（in-situ testing method）：是一種通過現場直接試驗確定承載力的方法。包括（靜）載荷試驗、靜力觸探試驗、標准貫入試驗、旁壓試驗等，其中以載荷試驗法為最可靠的基本的原位測試法。

（2）理論公式法（theoretical equation method）：是根據土的抗剪強度指標計算的理論公式確定承載力的方法。

（3）規范表格法（code table method）：是根據室內試驗指標、現場測試指標或野外鑒別指標，通過查規范所列表格得到承載力的方法。規范不同（包括不同部門、不同行業、不同地區的規范），其承載力不會完全相同，應用時需注意各自的使用條件。

（4）當地經驗法（local empirical method）：是一種基於地區的使用經驗，進行類比判斷確定承載力的方法，它是一種宏觀輔助方法。

Ⅲ 地震波層析技術

地學層析成像技術（Geotomography，簡稱GT）是地球物理學與層析成像技術相結合的產物，它是利用地震波或電磁波在地下介質中的傳播特性，通過反演演算法來重建地下介質的分布圖像。目前，GT技術已廣泛用於地球物理學的多個研究領域，從地球科學研究中地球內部精細結構的探測，石油勘探開發中岩性圈閉的尋找，金屬礦勘探中深部盲礦的勘查，到工程、災害和環境地質中查明地下構造、裂隙等的分布規律，它已發展成為研究地下精細結構的一種有效手段。

6.3.2.1 基本原理

層析成像技術是根據對物體外部獲取的某種物理量的測定值（或稱投影）進行處理以重建物體內部圖像的一種技術。所謂層析成像，是對物體進行逐層剖析成像，相當於把物體切成片。用波去穿透物體，讓波帶出關於物體內部的信息，通過對這些信息的處理來重建物體的內部圖像。

從物體內部圖像重建的角度看，一物體切片的圖像是兩個空間變數（x，y）的函數，稱為圖像函數，記為f（x，y）。用不同方向的入射波穿過物體，觀測到的波場信息至少是入射波方向θ和觀測點位置ρ兩個變數的函數，稱為投影函數，可記為u（θ，ρ）。1917年奧地利數學家Radon證明，已知所有入射角的投影函數u（θ，ρ）可以恢復惟一的圖像函數f（x，y），人們稱之為Radon變換，它成為層析成像的理論基礎。

從物理角度來看，各種波動（地震波、電磁波等）在時間和空間上都是連續的。當它們在介質中傳播時，由於介質物性上的差異（如密度、速度、介電常數、電導率等）使得它們的傳播速度的大小及方向發生變化，能量吸收也因介質而異。因此，當波穿過某一物體時，必定會把物體內部的物性參數的信息攜帶到物體外部來，只要在物體外部測得波穿過物體後的有關參數（即投影函數），通過適當的反演方法便可重建物體內部圖像。

因此，從本質而言，層析成像屬於反演問題，因為它是通過參數的觀測結果來求解參數的空間分布。一般來說，層析成像方法適用於能以數據形式獲得某種參數（例如地震波傳播時間等）的條件，但入射波必須穿透物體並且參數的變化應該能測得出來。

圖6.3.4 跨孔地震層析成像觀測系統

6.3.2.2 數據採集

在地球物理層析成像中，一般都是將待成像的區域劃分為許多單元組成的網格，單元被稱為「像元」。假定每個像元為常數，它代表了圖像函數f（x，y）。像元的大小取決於諸多因素，如震源和接收器的間距等。由發射源發射出的具有一定方向性的射束被稱為「射線」，射線穿過成像區域到達接收點，接收器記錄到變化了的信號。為了獲得多方向的射線覆蓋，數據採集常在物體的一側布設線性發射源排列，而在另一側沿平行發射源排列布設接收器排列。這實際上是跨孔排列（圖6.3.4所示），它是數據採集方法中最典型的一種。

6.3.2.3 成像方法

地震層析成像方法大致可分為兩種類型：一種是基於射線理論的圖像重建技術，在數學上也就是由一個函數的線積分反求這個函數的問題，它可以化為相似的代數方程組。走時反演成像和振幅反演成像均屬這種方法。當射線為直線時，這類方法比較成熟。在實際應用中，由於客觀條件的限制，經常會遇到數據不全的問題。另外，當必須考慮射線彎曲的情況時，理論上還有不少困難。另一種是基於波動方程反演的散射（或衍射）層析成像方法，在數學上它屬於解偏微分方程反問題，波場成像屬此類方法。

走時反演成像方法是目前使用較為成熟的方法，主要包括反投影法（BPT）、代數重建法（ART）、聯合迭代重建法（SIRT）、共軛梯度最小二乘法（CGLS）和正交分解最小二乘法（LSQR）等。在工程、環境調查中，通常在現場需要對數據進行處理和解釋，故一般選用較為簡單的成像方法。

6.3.2.4 在工程和環境調查中的應用

跨孔地震層析成像在岩溶勘察中的應用，是基於完整灰岩與岩溶（包括充填物）、溶蝕裂隙及上覆土層之間存在明顯的彈性縱波波速差異。一般來說，完整石灰岩的彈性縱波速度大於4500 m/s，而溶蝕裂隙發育灰岩的彈性縱波波速則在2800～4500 m/s之間，岩溶充填物及上覆土層的彈性縱波波速小於2800 m/s。因此，在岩溶發育地區開展地震層析成像勘察具有良好的地球物理前提。

例如，在位於廣州市雅崗與佛山南海市和順之間的廣合大橋，設計有4個主橋墩，32根沖孔灌注樁。該橋基岩為石炭紀灰岩，基岩面埋深約為19～36 m，上部覆蓋層為第四紀沖淤積、殘積淤泥、砂及粘土，基岩面起伏變化大，岩溶裂隙非常發育。在主橋墩施工中採用跨孔地震層析成像方法對4個主橋墩進行勘察。勘察要求查明主橋墩樁位及樁周基岩面埋深，岩溶裂隙發育及分布情況。勘察深度范圍在岩面以上，-5～-50 m高程。要求分辨線性尺度1.0 m以上的溶洞及溶蝕裂隙發育帶。

勘察中共布置了26個鑽孔，可組合成46對跨孔地震層析成像剖面。跨孔距最大為16.02 m，最小為5.95 m。每對剖面測試范圍為基岩面以上1/2跨孔距（且不小於5.0 m）至孔底，激發接收點距為1.0 m。震源主頻高於500 Hz，感測器頻響范圍為5～4000 Hz，接收儀器頻響為10～4000 Hz，采樣間隔為31.25 μs。

對46對跨孔地震層析成像剖面走時數據進行處理、反演，得到了46對跨孔地震層析成像縱波速度色譜圖。其中L26剖面跨孔地震層析成像（縱波）速度色譜圖（如圖6.3.5所示）。從圖中可以看出，速度色譜圖從上至下大致可以分為3個速度帶。根據縱波速度與土層、溶洞、溶蝕裂隙發育及完整（或基本完整）灰岩的相關關系並結合兩側鑽孔資料，可將L26剖面跨孔地震CT速度色譜圖從上至下解釋為3個地質單元：覆蓋層、岩溶及溶蝕裂隙發育帶（局部含完整岩塊）、完整（或基本完整）灰岩（局部偶有小溶洞或溶蝕裂隙）。同理對其他45對CT剖面分別作了地質解釋，推薦了各根樁的樁端持力層高程，同時指出了各根樁施工中可能碰到的不良地質體情況。

圖6.3.5 大橋L26測線地震CT速度色譜圖及地質解釋剖面