采用小位移加載確定樁基豎向承載力的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種采用小位移加載確定樁基豎向承載力的方法，包括如下步驟：(A)將樁基分為多段，建立樁土計(jì)算模型；(B)根據(jù)橋梁最大支座反力或橋面最大容許加載量對(duì)橋墩進(jìn)行加載得到加載載荷P和沉降量S；(C)任取p值并計(jì)算該p值對(duì)應(yīng)的加載載荷Pp和沉降量Sp；(D)通過(guò)比較Pp/Sp和P/S的值，不斷的對(duì)p的取值進(jìn)行調(diào)整；(E)根據(jù)最終的p值確定q值，從而確定各樁段荷載傳遞參數(shù)；(F)繪制樁土P?S曲線(xiàn)；(H)確定樁基極限承載力。由于樁基在不同土層中受力差異較大，這里先將樁基分為多段，保證模型建立的準(zhǔn)確性，再不斷的循環(huán)試算來(lái)求得合適的p值，這樣求得的P?S曲線(xiàn)與實(shí)際的P?S曲線(xiàn)非常的接近，最后測(cè)得的樁基極限承載力精度非常高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
采用小位移加載確定樁基豎向承載力的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種采用小位移加載確定粧基豎向承載 力的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 服役橋梁粧基由于上部結(jié)構(gòu)制約荷載試驗(yàn)加載等級(jí)及試驗(yàn)荷載作用下粧基豎向 位移較小，無(wú)法用常規(guī)方法確定粧基極限承載力。按照《建筑基粧檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》要求，采用 靜力加載法確定粧基承載能力時(shí)，終止加載的條件為：（1)某級(jí)荷載作用下的，粧頂沉降量 大于前一級(jí)荷載作用下的沉降量的5倍，且粧頂總沉降量超過(guò)40mm; (2)某級(jí)荷載作用下，粧 頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到規(guī)范要求的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；（3) 已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載值且粧頂沉降達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；（4)工程粧做錨粧時(shí)，錨粧 上拔量已經(jīng)達(dá)到允許值；（5)荷載一沉降曲線(xiàn)程緩變型時(shí)，可加載至粧頂總沉降量60mm~ 80mm;當(dāng)粧端阻力尚未充分發(fā)揮時(shí)，可加載至粧頂累計(jì)沉降量超過(guò)80mm。從上述規(guī)定中可以 看出采用靜力加載法確定粧基承載能力加載位移要達(dá)到40mm以上。而服役橋梁在達(dá)到橋面 最大容許加載能力時(shí)，粧基沉降一般都在l〇mm以?xún)?nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)范要求的位移量，因而無(wú)法 確定粧基極限承載力。靜力加載法是最可靠的加載方法，如何根據(jù)小位移加載來(lái)準(zhǔn)確推算 粧基極限承載力成為本領(lǐng)域技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種采用小位移加載確定粧基豎向承載力的方法，能夠根 據(jù)小位移加載精確的推算出粧基極限承載力。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種采用小位移加載確定粧基豎向 承載力的方法，包括如下步驟：（A)將粧基分為多段，建立粧土計(jì)算模型；（B)根據(jù)橋梁最大 支座反力或橋面最大容許加載量對(duì)橋墩進(jìn)行加載，記錄加載載荷P和沉降量s; (C)粧土初始 剛度沿深度變化率P取0~25任意數(shù)值，將P代入粧土計(jì)算模型中并假設(shè)各粧段初始剛度與 埋深呈線(xiàn)性關(guān)系、各粧段的側(cè)摩阻力與粧段頂部沉降量呈線(xiàn)性關(guān)系計(jì)算該P(yáng)值對(duì)應(yīng)的加載 載荷PdP沉降量S P;(D)通過(guò)比較Pp/Sp>P/S的值，不斷的對(duì)p的取值進(jìn)行調(diào)整，直到Pp/^和 P/S的差值小于設(shè)定閾值；（E)將最終的p值確定q值，并依據(jù)各粧段粧土初始剛度及極限側(cè) 摩阻力與埋深的關(guān)系，確定各粧段荷載傳遞參數(shù)；（F)根據(jù)各粧段載荷傳遞參數(shù)、粧土計(jì)算 模型繪制粧土P-S曲線(xiàn)；（H)根據(jù)粧土P-S曲線(xiàn)確定粧基極限承載力。
[0005] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果：由于粧基在不同土層中受力差異較 大，這里先將粧基分為多段，保證模型建立的準(zhǔn)確性，再根據(jù)小位移加載情況下各粧段初始 剛度與埋深基本呈線(xiàn)性關(guān)系、各粧段的側(cè)摩阻力與粧段頂部沉降量基本呈線(xiàn)性關(guān)系進(jìn)行不 斷的循環(huán)試算來(lái)求得合適的P值，這樣求得的P-S曲線(xiàn)與實(shí)際的P-S曲線(xiàn)非常的接近，最后測(cè) 得的粧基極限承載力精度在工程中可接受的范圍內(nèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0006] 圖1為粧基加載不意圖；
[0007] 圖2為各粧段模型；
[0008] 圖3為某個(gè)粧基的ρ-s曲線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面結(jié)合圖1至圖3,對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
[0010]參閱圖1、圖2,一種采用小位移加載確定粧基豎向承載力的方法，包括如下步驟： (A)將粧基分為多段，建立粧土計(jì)算模型;鉆孔灌注粧的粧身一般較長(zhǎng)，粧身穿過(guò)多層土層， 各土層與粧基的粧土初始剪切剛度、粧側(cè)極限側(cè)摩阻力均不相同，這里對(duì)粧基進(jìn)行分段后， 將各粧段作為一個(gè)整體，其受到的粧側(cè)極限側(cè)摩阻力可以看成是相同的，保證計(jì)算的準(zhǔn)確 性。（B)根據(jù)橋梁最大支座反力或橋面最大容許加載量對(duì)橋墩進(jìn)行加載，記錄加載載荷P和 沉降量S; (C)粧土初始剛度沿深度變化率p取0~25任意數(shù)值，將p代入粧土計(jì)算模型中并假 設(shè)各粧段初始剛度與埋深呈線(xiàn)性關(guān)系、各粧段的側(cè)摩阻力與粧段頂部沉降量呈線(xiàn)性關(guān)系計(jì) 算該P(yáng)值對(duì)應(yīng)的加載載荷PjP沉降量S P;(D)通過(guò)比較PP/SdPP/S的值，不斷的對(duì)p的取值進(jìn) 行調(diào)整，直到PP/SjPP/S的差值小于設(shè)定閾值；（E)將最終的p值確定q值，并依據(jù)各粧段粧土 初始剛度及極限側(cè)摩阻力與埋深的關(guān)系，確定各粧段荷載傳遞參數(shù)；（F)根據(jù)各粧段載荷傳 遞參數(shù)、粧土計(jì)算模型繪制粧土Ρ-S曲線(xiàn)；（H)根據(jù)粧土Ρ-S曲線(xiàn)確定粧基極限承載力。
[0011] 由于步驟B中，加載載荷P與粧基的極限承載載荷相比小很多，通過(guò)分析可以得知， 在加載載荷P比較小的時(shí)候，各粧段初始剛度與埋深近似呈線(xiàn)性關(guān)系，各粧段的側(cè)摩阻力與 粧段頂部沉降量也是近似呈線(xiàn)性關(guān)系，因此，步驟C中，假設(shè)這兩種關(guān)系均為線(xiàn)性的進(jìn)行處 理。由于P值一開(kāi)始是從〇~25的范圍內(nèi)任意取的，其取值不一定滿(mǎn)足該粧基的實(shí)際p值，通 過(guò)假設(shè)的線(xiàn)性關(guān)系以及任意取得P值進(jìn)行計(jì)算得到一個(gè)加載載荷匕和沉降量3 [)，通過(guò)比較 PP/S^P/S的值可以驗(yàn)證任意取得p值是否準(zhǔn)確。這樣，進(jìn)行多次驗(yàn)證后，可以得到一個(gè)較為 準(zhǔn)確的P值。步驟D中，判定的P P/SjPP/S的差值小于設(shè)定閾值，這個(gè)設(shè)定閾值給的越小，計(jì)算 出來(lái)的P值越準(zhǔn)確。最后，根據(jù)最終的P值，將粧土計(jì)算模型中未知的各粧段荷載傳遞參數(shù)解 出，這樣就能根據(jù)粧土計(jì)算模型得出相應(yīng)的Ρ-S曲線(xiàn)了。根據(jù)Ρ-S曲線(xiàn)，可以很直觀(guān)的看出粧 基的極限承載力。對(duì)于新建的粧基而言，完全可以按照《建筑基粧檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》中的要求 來(lái)確定粧基的極限承載力，但對(duì)于服役中的粧基是不行的。本發(fā)明中的這種方法，只需要對(duì) 粧基施加加載載荷P即可，不管是服役中的粧基還是新建的粧基，都能夠精確的計(jì)算出粧基 的極限承載力。同時(shí)，該方法加載過(guò)程簡(jiǎn)單，大幅降低加載過(guò)程中人力、物力的消耗。
[0012] 當(dāng)給粧基施加一個(gè)加載載荷P的時(shí)候，如果該加載載荷P所對(duì)應(yīng)的沉降量S比較小， 采用工具測(cè)量得到沉降量S會(huì)存在比較大的誤差，由于p值的確定依賴(lài)加載載荷P和沉降量S 的比值，因此如果沉降量S的測(cè)量出現(xiàn)誤差，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的Ρ-S曲線(xiàn)的不準(zhǔn)確。因此，本發(fā)明 中優(yōu)選地:所述的步驟B中，根據(jù)橋梁最大支座反力或橋面最大容許加載量對(duì)橋墩進(jìn)行分級(jí) 加載，記錄各級(jí)載荷{P1，P2，P3,…，Pn}作用下對(duì)應(yīng)的沉降量{51，52,53，一^};所述的步 驟D中，先將P P/SjPPl/Sl的值進(jìn)行比較，所述的步驟F后還包括如下步驟：（G)判斷離散樣點(diǎn) {PI，SI}、{P2，S2}、…、{Pn，Sn}與Ρ-S曲線(xiàn)的接近度，若離散樣點(diǎn)接近Ρ-S曲線(xiàn)，則進(jìn)入步驟 H，若離散樣點(diǎn)遠(yuǎn)離P-S曲線(xiàn)，則依次以P2/S2、P3/S3、…、Pn/Sn為比較值重復(fù)步驟D~G。 [0013] 這里，通過(guò)對(duì)分級(jí)加載，記錄多組數(shù)據(jù)，引入驗(yàn)證步驟G，提高計(jì)算的精確度。比如 第一組數(shù)據(jù){P1，S1}，經(jīng)過(guò){P1，S1}計(jì)算得到的P-S曲線(xiàn)與實(shí)際的P-S曲線(xiàn)進(jìn)行比較，由于我 們沒(méi)有實(shí)際的P-S曲線(xiàn)，因此將離散樣點(diǎn){PI，S1}、{P2，S2}、…、{Pn，Sn}與計(jì)算的P-S曲線(xiàn)進(jìn) 行比較，如果各離散樣點(diǎn)與計(jì)算得到的P-S曲線(xiàn)非常接近，那么可以認(rèn)為該P(yáng)-S曲線(xiàn)比較準(zhǔn) 確，如果各離散樣點(diǎn)與計(jì)算得到的P-S曲線(xiàn)相差較大，那么可以認(rèn)為該P(yáng)-S曲線(xiàn)不夠準(zhǔn)確，很 有可能是S1的測(cè)量誤差導(dǎo)致的。此時(shí)，再使用第二組數(shù)據(jù){P2，S2}來(lái)進(jìn)行計(jì)算。需要指出的 是，這里的{?1，？2，？3，~辦}是逐漸遞增的，而在加載載荷越小的情況下，各粧段初始剛度 與埋深越近似呈線(xiàn)性關(guān)系，各粧段的側(cè)摩阻力與粧段頂部沉降量也越近似呈線(xiàn)性關(guān)系，因 此在驗(yàn)證的時(shí)候，是從小的加載載荷P1逐漸向大的加載載荷P2、P3…、Pn進(jìn)行驗(yàn)證的。在驗(yàn) 證的時(shí)候，如果P2/S2 = P1/S1，那么可以直接跳過(guò)P2從P3開(kāi)始進(jìn)行驗(yàn)證。
[0014] 這里之所以要規(guī)定"根據(jù)橋梁最大支座反力或橋面最大容許加載量對(duì)橋墩進(jìn)行分 級(jí)加載"是防止對(duì)橋梁造成損壞，假設(shè)橋梁最大支座反力或橋面最大容許加載量為Pmm，分 為5級(jí)進(jìn)行加載，那么加載載荷可以按如下的數(shù)據(jù)選取:PI = 0.1Pmax，P2 = 0.3Pmax，P3 = 0.5Pmax，P4 = 0.7Pmax，P5 = 0.9Pmax。當(dāng)然用戶(hù)也可以根據(jù)需要選擇合適的加載載荷。
[0015] 對(duì)于粧基分段，可以有多種分段方式，本發(fā)明中優(yōu)選地，所述的步驟A中，按照如下 步驟將粧基分為多段：（A11)根據(jù)粧基所處的土層分布，以土層分界作為界限將粧基分為多 段；（A12)根據(jù)各粧段的長(zhǎng)度，將較長(zhǎng)的粧段繼續(xù)分段使得任一粧段的長(zhǎng)度小于等于設(shè)定閾 值；（A13)記錄粧段個(gè)數(shù)m和各粧段的長(zhǎng)度{。、。、…、^。我們都知道各土層中粧基所受到 的極限側(cè)摩阻力差異較大，因此需要進(jìn)行分段;相應(yīng)地，如果某個(gè)土層中粧基的長(zhǎng)度較長(zhǎng) 時(shí)，其上、下段所受到的力差異也比較大，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行分段，提高結(jié)果的準(zhǔn)確性。理論上來(lái) 說(shuō)，粧基的段數(shù)越多，結(jié)果越精確，但是其帶來(lái)的計(jì)算量也大幅增加，因此，選擇一個(gè)合適的 段數(shù)也很重要。
[0016] 具體地，所述的步驟A中，按如下步驟建立粧土計(jì)算模型：（A21)為各粧段建立模 型，對(duì)于第i個(gè)粧段，其頂部受力為Fu，粧側(cè)摩阻力為^，底部受力為F 2l，粧段頂部位移為 Su，粧段底部位移為S2i，各粧段的載荷傳遞參數(shù)為{ai，bi};其中，i = 1，2，. . .，m，最上面粧 段的i為1; (A22)根據(jù)各粧段參數(shù)建立如下關(guān)系式：
[0017] F2i = Fi(i+i)，
[0018] S2i = Si(i+i)，
[0019] Fn-F2i = Ti,
[0020] S2l_Su= Δ Si，這里的Δ Si是粧段在力的作用下產(chǎn)生的壓縮量;它可以按照如下公 式計(jì)算：
[0021]
其中Y為混凝土的彈性橫量，X為粧基截面積，
[0022]
其中ab等于3-5倍的am，b b取土地基承載力極限值倒數(shù)；
[0023] (A23)粧土計(jì)算模型建立完畢。
[0024]當(dāng)粧土計(jì)算模型建立完畢后，模型中的部分參數(shù)是已知的，比如第一個(gè)粧段的頂 部受力Fn即為加載載荷，第一個(gè)粧段的粧段頂部位移Sn即為沉降量，最下面一個(gè)粧段的底 部受力F2m即為粧端土承載力，最下面一個(gè)粧段的底部位移為S2m即為整個(gè)粧基底部的沉降 量，在施加的加載載荷較小的時(shí)候，S2m為接近于0,可以任意選取一個(gè)較小的數(shù)值來(lái)代替。模 型中的部分參數(shù)是未知的，比如粧側(cè)摩阻力為T(mén)i，各粧段的載荷傳遞參數(shù)為{ai，bi}。
[0025]進(jìn)一步地，根據(jù)上述模型中的已知量，計(jì)算未知量，完善粧土計(jì)算模型，這樣就能 解出未知的極限加載力、以及極限加載力所對(duì)應(yīng)的位移。上述未知量的具體求解方法有很 多，這里提供一種較為優(yōu)選的實(shí)施方式:所述的步驟C中，按如下步驟計(jì)算p值對(duì)應(yīng)的加載載 荷匕和沉降量\:((：1)記錄各粧段的埋深 Zl，Zl為第i個(gè)粧段中心距離地面的距離；（C2)第m 個(gè)粧段的土層初始剛度km = P · Zm，貝第m個(gè)粧段的傳遞參數(shù)am=l/ki，S2m可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值來(lái) 取，一般是一個(gè)比較小的值，這里S2m的取值對(duì)后續(xù)的計(jì)算不造成影響，因?yàn)楹罄m(xù)比較的是P 和S的比值，根據(jù)公式步驟A22中的公式求得F2m;(C3)根據(jù){F2m，S2m}的值以及如下方程：
[0027]求得{Flm，Slm};(C4)根據(jù)步驟 A22 可知:F2(m-D = Slm;(C5)重復(fù)步驟 C3 求 得{Fum-mSKm-uMCe)重復(fù)步驟C4、C5求得{Fn，Sn}，p值對(duì)應(yīng)的加載載荷PP = Fn，沉降量SP = Sn。這個(gè)計(jì)算過(guò)程中，引入了方程T^pZiSu，是因?yàn)樵诩虞d載荷較小的時(shí)候，可以認(rèn)為^ 和Sh呈線(xiàn)性關(guān)系，減小計(jì)算的工作量。
[0028]由于p值和最后計(jì)算得到的P/S值呈正比例關(guān)系，因此，這里優(yōu)選地，所述的步驟D 中，若Pp/Sp>P/S，則增大p的值重復(fù)步驟C2-C6,若Pp/S p>P/S，則減小p的值重復(fù)步驟C2-C6〇
[0029]當(dāng)計(jì)算到一個(gè)較為準(zhǔn)確的p值后，就根據(jù)該p值來(lái)計(jì)算粧土計(jì)算模型中的未知量。 這里優(yōu)選地，所述的步驟E中，按如下步驟計(jì)算各粧段荷載傳遞參數(shù){auhhUl)根據(jù)粧土 初始剛度沿深度變化率P、各粧段的埋深zi計(jì)算土層初始剛度ki = p · Zi; (E2)將粧土初始剛 度沿深度變化率P代入公式q = 〇. 28652p+l. 6522中求得q值；（E3)按照公式Tmaxi = Ci+qZi求 得極限粧側(cè)摩阻力imaxl，式中G為各土層粘聚力；（E4)根據(jù)公Sapl/knbpl/T^得到各 粧段載荷傳遞參數(shù){ai，bi}。
[0030]當(dāng)粧土計(jì)算模型完善后，由于需要繪制出P-S曲線(xiàn)，曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)的加載載荷由小到 大，最大時(shí)會(huì)超過(guò)粧基的極限承載力，因此，模型中的ijPSu不能認(rèn)為呈線(xiàn)性關(guān)系，而應(yīng)當(dāng) 采用更為精準(zhǔn)的公式來(lái)計(jì)算。因此，所述的步驟F中，根據(jù)求得的各粧段載荷傳遞參數(shù){ ai， bi}，步驟A22中的關(guān)系式以及如下公式
[0032]求得Fn和Sn之間的函數(shù)關(guān)系，并以Sn為縱坐標(biāo)、Fn為橫坐標(biāo)繪制出來(lái)的曲線(xiàn)即為 P-S曲線(xiàn)。圖3所示的是某個(gè)粧基的P-S曲線(xiàn)，根據(jù)該曲線(xiàn)可以得出超過(guò)"橋梁最大支座反力 或橋面最大容許加載量"的加載載荷所對(duì)應(yīng)的沉降量，繼而根據(jù)《建筑基粧檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》 得出粧基極限承載力。
[0033]判斷離散樣點(diǎn)與曲線(xiàn)的接近度，有很多方法可以實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例中，采用方差進(jìn)行 判斷。所述的步驟G中，按如下步驟判斷離散樣點(diǎn){P1，S1}、{P2，S2}、…、{Pn，Sn}與P-S曲線(xiàn) 的接近度：（G1)將{Ρ1，Ρ2，···，Ρη}代入P-S曲線(xiàn)中求得{SV，S2'，…』：};(G2)根據(jù)公式Δ Sj= Isy-Sjl，式中 j-l，2，· · ·，η，求得{ASl，AS2，···，ASn};(G3)求數(shù)組{ ASl，AS2，···， A Sn}的方差；（G4)若方差小于設(shè)定閾值，則進(jìn)入步驟H，若方差大于設(shè)定閾值，則依次以P2/ S2、P3/S3、…、Pn/Sn為比較值重復(fù)步驟D~G直到有方差小于設(shè)定閾值時(shí)進(jìn)入步驟H，若所有 的方差均大于設(shè)定閾值，則取方差最小的那個(gè)P-S曲線(xiàn)進(jìn)入步驟H。通過(guò)方差判斷的結(jié)果更 為準(zhǔn)確。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種采用小位移加載確定粧基豎向承載力的方法，包括如下步驟： (A) 將粧基分為多段，建立粧土計(jì)算模型； (B) 根據(jù)橋梁最大支座反力或橋面最大容許加載量對(duì)橋墩進(jìn)行加載，記錄加載載荷P和 沉降量S; (C) 粧土初始剛度沿深度變化率p取0~25任意數(shù)值，將p代入粧土計(jì)算模型中并假設(shè)各 粧段初始剛度與埋深呈線(xiàn)性關(guān)系、各粧段的側(cè)摩阻力與粧段頂部沉降量呈線(xiàn)性關(guān)系計(jì)算該 P值對(duì)應(yīng)的加載載荷PdP沉降量SP; (D) 通過(guò)比較Pp/Sp和P/S的值，不斷的對(duì)p的取值進(jìn)行調(diào)整，直到Pp/S p和P/S的差值小于 設(shè)定閾值； (E) 將最終的p值代入p、q關(guān)系函數(shù)，確定q值，粧土計(jì)算模型中并假設(shè)各粧段粧土初始 剛度與埋深呈線(xiàn)性關(guān)系，極限側(cè)摩阻力隨埋深增加值與埋深亦呈線(xiàn)性關(guān)系，計(jì)算各粧段荷 載傳遞參數(shù)； (F) 根據(jù)各粧段載荷傳遞參數(shù)、粧土計(jì)算模型繪制粧土 P-S曲線(xiàn)； (H)根據(jù)粧土 P-S曲線(xiàn)確定粧基極限承載力。2. 如權(quán)利要求1所述的采用小位移加載確定粧基豎向承載力的方法，其特征在于:所述 的步驟B中，根據(jù)橋梁最大支座反力或橋面最大容許加載量對(duì)橋墩進(jìn)行分級(jí)加載，記錄各級(jí) 載荷{PI，P2，P3，…，Pn}作用下對(duì)應(yīng)的沉降量{SI，S2，S3，…，Sn};所述的步驟D中，先將P p/Sp 和P1/S1的值進(jìn)行比較，所述的步驟F后還包括如下步驟： (G) 判斷離散樣點(diǎn){?1，51}、{?2,52}、-_、咖，511}與?-5曲線(xiàn)的接近度，若離散樣點(diǎn)接近 P-S曲線(xiàn)，則進(jìn)入步驟H，若離散樣點(diǎn)遠(yuǎn)離P-S曲線(xiàn)，則依次以P2/S2、P3/S3、…、Pn/Sn為比較 值重復(fù)步驟D~G。3. 如權(quán)利要求1或2所述的采用小位移加載確定粧基豎向承載力的方法，其特征在于： 所述的步驟A中，按照如下步驟將粧基分為多段： (A11)根據(jù)粧基所處的土層分布，以土層分界作為界限將粧基分為多段； (A12)根據(jù)各粧段的長(zhǎng)度，將較長(zhǎng)的粧段繼續(xù)分段使得任一粧段的長(zhǎng)度小于等于設(shè)定 閾值； (八13)記錄粧段個(gè)數(shù)111和各粧段的長(zhǎng)度{]^1、1^、···、!^}。4. 如權(quán)利要求3所述的采用小位移加載確定粧基豎向承載力的方法，其特征在于:所述 的步驟A中，按如下步驟建立粧土計(jì)算模型： (A21)為各粧段建立模型，對(duì)于第i個(gè)粧段，其頂部受力為Fu，粧側(cè)摩阻力為^，底部受 力為F2l，粧段頂部位移為Su，粧段底部位移為S2l，各粧段的載荷傳遞參數(shù)為{ai，h};其中，i =1，2，...，111，最上面粧段的1為1; (A22)根據(jù)各粧段參數(shù)建立如下關(guān)系式： F2i = Fi(i+l)， S2i = Si(i+l), Fii_F2i = Ti， S2i-Sii= ASi,，其中Y為混凝土的彈性橫量，X為粧基截面積，1其中ab取3-5倍的a m，bb取土地基承載力極限值倒數(shù)，地基承載力可 按規(guī)范取值； (A23)粧土計(jì)算模型建立完畢。5. 如權(quán)利要求4所述的采用小位移加載確定粧基豎向承載力的方法，其特征在于:所述 的步驟C中，按如下步驟計(jì)算p值對(duì)應(yīng)的加載載荷P p和沉降量SP: (C1)記錄各粧段的埋深Zl，Zl為第i個(gè)粧段中心距離地面的距離；（C2)第m個(gè)粧段的土層 初始剛度km=p · Zm，貝第m個(gè)粧段的傳遞參數(shù)am=l/ki，S2n^經(jīng)驗(yàn)值，根據(jù)公式步驟A22中的 公式求得F2m; (C3)根據(jù){F2m，S2m}的值以及如下方程： 求得{Flm，Sim};(C4)根據(jù)步驟A22可知:F2(m-l)=Flm，S2(m-l) = Slm; (C5)重復(fù)步驟 C3 求得{F1(m-D，S1(m-υ}; (C6)重復(fù)步驟C4、C5求得{Fn，Sn}，ρ值對(duì)應(yīng)的加載載荷Ρρ = Fn，沉降量SP = Sn。6. 如權(quán)利要求5所述的采用小位移加載確定粧基豎向承載力的方法，其特征在于:所述 的步驟D中，若Pp/S p<P/S，則增大ρ的值重復(fù)步驟C2-C6,若Pp/Sp>P/S，則減小ρ的值重復(fù)步 驟C2-C6。7. 如權(quán)利要求6所述的采用小位移加載確定粧基豎向承載力的方法，其特征在于:所述 的步驟E中，按如下步驟計(jì)算各粧段荷載傳遞參數(shù){auh}: (E1)根據(jù)粧土初始剛度沿深度變化率p、各粧段的埋深Zl計(jì)算土層初始剛度lu = p · Zl; (E2)將粧土初始剛度沿深度變化率ρ代入公式q = 0.28652p+1.6522中求得q值； (E3)按照公式Tmaxi = Ci+qzi求得極限粧側(cè)摩阻力Tmaxi，式中Ci為粘聚力； 江4)根據(jù)公式31 = 1/1^，1^=1/1：111￡^得到各粧段載荷傳遞參數(shù){&1，1^}。8. 如權(quán)利要求7所述的采用小位移加載確定粧基豎向承載力的方法，其特征在于:所述 的步驟F中，根據(jù)求得的各粧段載荷傳遞參數(shù){auh}，步驟A22中的關(guān)系式以及如下公式求得Fn和Sn之間的函數(shù)關(guān)系，并以Sn為縱坐標(biāo)、Fn為橫坐標(biāo)繪制出來(lái)的曲線(xiàn)即為P-S 曲線(xiàn)。9. 如權(quán)利要求2所述的采用小位移加載確定粧基豎向承載力的方法，其特征在于:所述 的步驟G中，按如下步驟判斷離散樣點(diǎn){Ρ1，S1}、{P2，S2}、…、{Pn，Sn}與Ρ-S曲線(xiàn)的接近度： (G1)將{Ρ1，Ρ2，···，Ρη}代入Ρ-S曲線(xiàn)中求得{SI'，S2' (62)根據(jù)公式八3]_=|3]_/-3]_|，式中]_ = 1，2，...，11，求得{八31，八32，'"，八311}; (G3)求數(shù)組{ASl，AS2，···，ASn}的方差； (G4)若方差小于設(shè)定閾值，則進(jìn)入步驟H，若方差大于設(shè)定閾值，則依次以P2/S2、P3/ S3、…、Pn/Sn為比較值重復(fù)步驟D~G直到有方差小于設(shè)定閾值時(shí)進(jìn)入步驟H，若所有的方差 均大于設(shè)定閾值，則取方差最小的那個(gè)P-S曲線(xiàn)進(jìn)入步驟H。
【文檔編號(hào)】E02D33/00GK105926687SQ201610285979
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月3日
【發(fā)明人】宋春霞, 馬曄, 楊宇, 張學(xué)峰, 張理輕, 范鐘倩
【申請(qǐng)人】交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所, 杭州公科路橋技術(shù)有限公司