水平反力系数K

在用一些岩土软件（比如 GEO 第土软件等）进行岩土设计计算的时候，我 们 经常需要输入水平反力系数 k，1 水平反力系数 k 值的理解和确定1・1水平反力系数k值的物理意义：单位面积地表面上引起单位下沉所需施加的力水平反力系数在老规范中称 为 基床反力系数，2012年新规范修改为更加贴切的名称水平反力系数影响因 素包 括：水平反力系数k值的大小与土的类型、基础埋深、基础底面积的形状、基础的刚 度及荷载作用的时间等因素 试验表明，在相同压力作用下，水平反力系数K随基础宽度的增加而减小，在基底压力和基底面积相同的情况下，矩形基础 下土的 K 值比方形的大.对于同一基础，土的 K 值随埋置深度的增加而增大 试验还 表明，粘性土的 K 值随作用时间的增长而减小因此， K 值不是一个常量， 它的确定 是一个复杂的问题1.2水平反力系数k值的计算方法（a） 静载试验法：静载试验法是现场的一种原位试验， 通过此种方法可以 得到荷载-沉降曲线（即P-S曲线），根据所得到的P-S曲线，则K值的计算公式如 下：K=P2-P1/S2-S1;其中，P2、P1分别为基底的接触压力和土自重压力，S2、 S1 --分别为相应于P2、P1的稳定沉降量。

静载试验法计算出来的K值是不能直 接用于基础设计的，必须经太沙基修正后才能使用，这主要是因为此种方 法确定 K 值时所用的荷载板底面积远小于实际结构的基础底面积， 因此需要对 K值进行折减（HiStruct注：折减要适当且有依据）b） 按基础平均沉降 Sm 反算：用分层总和法按土的压缩性指标计算若干 点 沉降后取平均值Sm得K=p/ Sm式中p为基底平均附加压力，这个方法对把沉降计 算结果控制在合理范围内是非常重要的用这种方法计算的k值不需要修正， JCAD在“桩筏筏板有限元计算”中使用的就是这种方法c） 经验值法 JCCAD 说明书附录二中建议的 K 值1.3 讨论水平反力系数 K 是基础设计中非常重要的一个参数，因为它的大小直接影响 到 地基反力的大小和基础内力因此，合理地确定此参数的大小就显得至关重要 1・3・1已知沉降算K值:JCCAD软件在“桩筏筏板有限元计算”中，K值的计算公 式 为：“板底土反力水平反力系数建议（kN/m3” = “总面荷载值（准永久值）” / “平均沉降S1（m ”GEO站土软件中也有相应的计算公式1.3.2不知道沉降算K值:如果设计人员无法准确预估沉降量，而按经验值 法输 入 K 值，或者采用程序提供的建议值。

这两种方法产生的 K 值在很多情况下 会有很 大的差别，有时甚至相差一个数量级这主要是因为采用经验值法计算出的K值不 仅受人为因素的影响很大，而且其考虑的因素比较粗糙的缘故 而采用 程序提供的 建议值时，只要输入的地质资料准确无误，则程序计算出的结构平均 水平反力系数 K —般是可以接受（Histruct注，请务必理解JCCAD勺刚度K计算和修正原理！）1.3.3 对于某些工程，若基础埋深比较大，当基础开挖的土体重量大于结构 本身重量时，地基土产生回弹，则程序将无法给出K的建议值此时设计人员可以考虑 回弹再压缩，用结构“总面荷载值（准永久值）” / “回弹再压缩沉降值（mr） i ”得到水平反力系数k值1.3.4 JCCA冲附录给出的K值很大，计算可能会比它小一个数量级的原因：1 ）来源于苏联规范，正常用于路基上枕木、轨道计算（压力泡小，与表层土相 关） 2）没有考虑压缩深度的影响，没有考虑荷载大小的影响，建筑物宽度方 向也 在几十米多3）原有研究成果没有考虑上部结构的影响4）计算内力反映 的变形 与实际的沉降不是一个量级HiStruct对这些原因的说法持保留意见）1.4建议建议：a取用附录给出的K值，不考虑上部结构共同作用。

b、如取沉降反 算的 值，应考虑上部结构共同作用HiStruct注，一般来说取沉降反算法对于大部分筏板合理，建议可以采用中点沉 降，并根据筏板特征适当提高边缘区域的K值,而对于大型的地下室筏板，采用平均 值计算或者用附录给出的K值可适当选择采用而其它关于桩筏基础设计中群桩的 弹簧刚度取值，承台下土的分担，基础设计建议等，可以联系本人咨 询水平反力系数：水平反力系数（温克尔系数）弹性半空间地基上某点所受的 法 向压力与相应位移的比值又称温克尔系数水平反力系数K应如何取值？这个应该就是文克勒在1867年提出的文克勒地基模型（弹性地基梁）中的 水平 反力系数吧，文克勒假设：地基上任一点所受的压力强度p与该点的地基沉降量s成 正比，P=ks，这个比例系数k称为水平反力系数，简称水平反力系数就是把地基土体划分成许多的土柱，然后用一根独立的弹簧来代替， k就是弹簧刚度，就如楼主所说吧不过水平反力系数的确定比较复杂，它又不是单纯表征土的力学性质的计算 指 标，还受基底压力的大小和分布、压缩性、土层厚度、邻近荷载等等的影响 有些书 推荐按基础的预估沉降量或者载荷试验成果来确定K的取值可参阅说明书中的附表，在同一类土中，相对偏硬的土取大值，偏软 的土取小值，若考虑垫层的影响K值还可取大些，当有多种土层时，应按土的变形 情况取加权平均值。

K值的改变对荷载均匀的基础内力影响不大， 但荷载不均匀时则会对内力产生一定的影响应适当调整 K值，选择较理想的内力与 变形的K值，并最好使垂直位移不出现负值资料来源】顾晓鲁等主编.地基与基础（第二版）.北京：中国建筑工 业出 版社，2003水平反力系数K值表12-2-1土的名称态状K (kN/m3)天淤泥质土、有机质土或新填土0.1 >1040.5 >04然软弱粘性土 地0.5 >1041.0 >04基粘土、粉质粘土塑软 1.0 >042.0 >04塑可 2.0 >044.0 >04塑硬 4.0 >0410.0 >04砂土散松 1.0 >041.5 >04密中 1.5 >042.5 >04实密 2.5 >044.0 >04砾石密中 2.5 >044.0 >04黄土及黄土类粉质粘土4.0 >045.0 >04软弱土层内摩擦桩桩1.0 >045.0 >04穿过软弱土层达到密实砂层或粘 性土层的桩5.0 >0415.0 >04打到岩层的支承桩800 >104资料来源】中国船舶工业总公司第九设计院编写. 弹性地基梁及矩形板 计附录A:水平反力系数的参考数值表地基的土壤种类K0值（干牛/—般特征米3)流砂981 4905新填筑的砂土981 4905松软土湿的软粘土壤弱淤泥质土壤或有机质土981 4905壤*4905 98109810~-19620粘土及亚粘土19620软塑的*29240可塑的*9810 14715砂14715中等密松散的*24525实土壤24525中密的*39240密实的*24525石土中密的39240黄土及黄土性亚粘土 *3924049050紧密下卧层砂紧密下卧层砾石密实土碎石49050壤98100砾砂硬塑土壤极密实人工夯实的亚粘土98100土壤硬粘土196200硬土壤软质岩石196200中等风化或强风化的坚硬 岩石冻土层981000硬质岩 石完好的坚硬岩石98100014715000人工桩 基*木桩：打至岩层的桩穿到弱土层达到密实砂层及粘土层的桩软弱土层内摩擦桩钢筋混凝土桩：打至岩层的桩穿过弱土层及粘土层的 桩4905014715090501471509810 490507484800049050147150建筑材料砖块石砌体混凝土钢筋混凝土—i—1 只 * 人 ・―1―i ・ 1 1 “ , 1 ・1 .丄 一 F~Tl» I―1 39240004905000490500058860007484600 14715000748480014715000在一些 等的帮助文档会给出一些建议取值。