胡庆 俞靖端

中国市政工程中南设计研究总院有限公司 武汉430010

引言

文克尔地基模式是目前较为实用的水池-地基共同作用的主要模拟方法之一。其假定地基单位面积上所受的压力P与地基的竖向位移y成正比：P＝Ky，式中K为基床系数，即地基上某点的沉降只与该点土作用的压力有关。文克尔地基模式下，合理地选择基床系数K值对计算成果的精确性和可靠性有着重要意义。

基于文克尔假定的水池有限元计算建模中，通常在底板底部设置竖向弹簧，并在底板四个角点施加水平位移约束，作为水池结构的边界条件。而文献［1］通过比较分析得出：在底板四个角点施加水平位移约束是不合理的，而在底板四个角点施加不动铰支座的边界条件是合理的，能反映底板与地基变形的实际分布趋势。

然而在底板四个角点施加不动铰支座，会引起四角应力集中，导致底板、壁板局部内力特征失真。在底板设置竖向弹簧的基础上，同时在底板设置水平弹簧从而限制结构的水平向位移，从常理上更贴合实际。本文对基床系数的取值、矩形水池在不同边界条件下的有限元分析作相应探讨。

1 基床系数的取值

1.1 垂直基床系数取值

根据《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001（2009））［2］中第10.2.6 条，竖向基床系数Kv可根据平板荷载试验（K30 法）按下式计算：

式中：p为p-s曲线线性段压力；s为p对应的沉降量。

K30平板载荷试验是用直径为30cm的荷载板测定下沉量为1.25mm时基床系数的试验方法。

在建筑及市政行业工程建设的地勘报告中，通常不提供岩土的基床系数。……