[發(fā)明專利]基于徐變應(yīng)變分離的樁基浸水載荷試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210319244.7
• 申請(qǐng)日: 2012-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN102808429A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭建國(guó);劉爭(zhēng)宏;張煒;于永堂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): E02D33/00
• 分類號(hào): E02D33/00
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 劉崇義

1.一種基于徐變應(yīng)變分離的樁基浸水載荷試驗(yàn)方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一、不變荷載加載：由上至下對(duì)施工完成的試驗(yàn)樁（1）進(jìn)行加載，且試驗(yàn)樁（1）樁頂上所加載的載荷為F_N；所述試驗(yàn)樁（1）樁頂上所施加的應(yīng)力式中A為試驗(yàn)樁（1）的樁截面積；

所述試驗(yàn)樁（1）豎直向布設(shè)于濕陷性黃土地層中的混凝土樁，且試驗(yàn)樁（1）在地面以上留有樁頭；

步驟二、浸水前樁身應(yīng)變值及樁身內(nèi)力測(cè)試：待試驗(yàn)樁（1）沉降穩(wěn)定時(shí)，采用所述滑動(dòng)測(cè)微計(jì)對(duì)試驗(yàn)樁（1）樁身不同深度處的應(yīng)變值進(jìn)行測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果分析處理得出浸水前試驗(yàn)樁（1）樁身不同深度處的樁身軸力和樁側(cè)阻力；

步驟一中對(duì)試驗(yàn)樁（1）進(jìn)行加載之前，先在試驗(yàn)樁（1）內(nèi)布設(shè)所述滑動(dòng)測(cè)微計(jì)的測(cè)管（5），所述測(cè)管（5）呈豎直向布設(shè)在試驗(yàn)樁（1）的樁身內(nèi)；所述測(cè)管（5）由上下兩端均開口的塑性套管和多個(gè)由下至上安裝在所述塑性套管上的測(cè)標(biāo)組成；多個(gè)所述測(cè)標(biāo)中與地面相平齊的測(cè)標(biāo)為測(cè)標(biāo)一；多個(gè)所述測(cè)標(biāo)中位于所述測(cè)標(biāo)一上方且與所述測(cè)標(biāo)一相鄰的測(cè)標(biāo)為頂部測(cè)標(biāo)，所述頂部測(cè)標(biāo)位于標(biāo)定段（3）內(nèi)，且所述頂部測(cè)標(biāo)與試驗(yàn)樁（1）樁頂之間的距離大于試驗(yàn)樁（1）的外徑；所述試驗(yàn)樁（1）位于所述頂部測(cè)標(biāo)與所述測(cè)標(biāo)一之間的節(jié)段為標(biāo)定段（3）；

步驟三、浸水及浸水期間樁身應(yīng)變值測(cè)試：待試驗(yàn)樁（1）沉降穩(wěn)定時(shí)，對(duì)試驗(yàn)樁（1）進(jìn)行浸水，此時(shí)試驗(yàn)樁（1）的樁頂荷載維持加載時(shí)間為τ₀；浸水后，每隔時(shí)間△t，采用所述滑動(dòng)測(cè)微計(jì)對(duì)試驗(yàn)樁（1）樁身不同深度處的應(yīng)變值進(jìn)行一次測(cè)試；其中，△t=24小時(shí)±5小時(shí)；且m次測(cè)試后，相應(yīng)獲得浸水期間m個(gè)不同測(cè)試時(shí)刻的試驗(yàn)樁（1）樁身不同深度處的實(shí)測(cè)應(yīng)變值；

其中，浸水期間m個(gè)不同測(cè)試時(shí)刻由前至后分別為t₁、t₂、t₃...t_m，前后相鄰兩個(gè)測(cè)試時(shí)刻之間的時(shí)間間隔均為△t，樁頂荷載維持加載時(shí)間τ₀位于測(cè)試時(shí)刻t₁之前且二者之間的時(shí)間間隔為△t；

浸水期間，所述試驗(yàn)樁（1）樁頂上所施加的應(yīng)力維持不變；

步驟四、標(biāo)定段實(shí)測(cè)徐變度函數(shù)獲取，其獲取過(guò)程如下：

步驟401、浸水期間標(biāo)定段的應(yīng)變徐變計(jì)算：根據(jù)步驟二和步驟三中的測(cè)試結(jié)果，將浸水期間m個(gè)不同測(cè)試時(shí)刻的標(biāo)定段（3）的應(yīng)變值，均扣除浸水前標(biāo)定段（3）的應(yīng)變值后，獲得應(yīng)力作用下m個(gè)不同測(cè)試時(shí)刻的標(biāo)定段（3）的應(yīng)變徐變；

步驟402、單位應(yīng)力作用下標(biāo)定段的應(yīng)變徐變計(jì)算：將步驟401中應(yīng)力作用下m個(gè)不同測(cè)試時(shí)刻的標(biāo)定段（3）的應(yīng)變徐變，轉(zhuǎn)換為單位應(yīng)力作用下m個(gè)不同測(cè)試時(shí)刻的標(biāo)定段（3）的應(yīng)變徐變；

步驟403、標(biāo)定段徐變度函數(shù)擬合：根據(jù)步驟402中所獲得的單位應(yīng)力作用下m個(gè)不同測(cè)試時(shí)刻的標(biāo)定段（3）的應(yīng)變徐變，采用多項(xiàng)式擬合方法，擬合出浸水期間標(biāo)定段（3）的徐變度函數(shù)C(t,τ₀)，且所述徐變度函數(shù)C(t,τ₀)為試驗(yàn)樁（1）在加載齡期為τ₀時(shí)的徐變度函數(shù)；

步驟五、任一加載齡期的徐變度函數(shù)獲?。焊鶕?jù)步驟403中擬合出的徐變度函數(shù)C(t,τ₀)，且采用老化理論、先天理論或老化與先天結(jié)合理論，推算出所述試驗(yàn)樁（1）在任一加載齡期τi時(shí)的徐變度函數(shù)C(t,τ_i)，其中i＝1、2、3…m；

當(dāng)采用老化理論進(jìn)行推算時(shí)，C(t,τ_i)=C(t,τ₀)-C(τ_i,τ₀)；

當(dāng)采用先天理論進(jìn)行推算時(shí)，C(t,τ_i)=C(t-τ_i+τ₀,τ₀)；

當(dāng)采用老化與先天結(jié)合理論進(jìn)行推算時(shí)，

C(t,τi)=C(t,τ0)-C(τi,τ0)+C(t-τi+τ0,τ0)2;]]>

步驟六、浸水期間徐變分離后樁身應(yīng)變值及樁身內(nèi)力推算：將步驟三中測(cè)試得出的浸水期間m個(gè)不同測(cè)試時(shí)刻的試驗(yàn)樁（1）樁身不同深度處的實(shí)測(cè)應(yīng)變值，均消除混凝土徐變后，獲得浸水期間m個(gè)不同測(cè)試時(shí)刻的試驗(yàn)樁（1）樁身不同深度處的徐變分離后應(yīng)變值；同時(shí)，相應(yīng)推算出消除混凝土徐變后試驗(yàn)樁（1）樁身不同深度處在浸水期間m個(gè)不同測(cè)試時(shí)刻的軸力和徐變分離后樁側(cè)負(fù)摩阻力；

對(duì)于試驗(yàn)樁（1）樁身任一深度z處在任一個(gè)測(cè)試時(shí)刻t_n的實(shí)測(cè)應(yīng)變值ε_n^*(z)消除混凝土徐變時(shí)，

根據(jù)公式ϵn(z)=Pn(z)EA=ϵn*(z)-P0(z)AC(tn,τ0)-Σi=1nΔPi(z)AC(tn,τi),]]>計(jì)算得出試驗(yàn)樁（1）樁身任一深度z處在任一個(gè)測(cè)試時(shí)刻t_n的徐變分離后應(yīng)變值，其中n為自然數(shù)且n≤m；式中，ε_n(z)為消除混凝土徐變后試驗(yàn)樁（1）樁身深度z處在測(cè)試時(shí)刻t_n的徐變分離后應(yīng)變值，ε_n^*(z)為步驟三中測(cè)試得出的試驗(yàn)樁（1）樁身深度z處在測(cè)試時(shí)刻t_n的實(shí)測(cè)應(yīng)變值，P_n(z)為消除混凝土徐變后試驗(yàn)樁（1）樁身深度z處在測(cè)試時(shí)刻t_n的樁身軸力，且

Pn(z)=P0(z)+Σi=1nΔPi(z);]]>

ΔPn(z)=11+EC(tn,τn){E[Aϵn*(z)-P0(z)C(tn,τ0)-Σi=1n-1ΔPi(z)C(tn,τi)]-P0(z)-Σi=1n-1ΔPi},]]>

P₀(z)為步驟二中分析處理得出的試驗(yàn)樁（1）樁身深度z處浸水前的樁身軸力，A為試驗(yàn)樁（1）的樁截面積，E為試驗(yàn)樁（1）的樁身混凝土彈性模量，C(t_n,τ₀)為步驟四中所述徐變度函數(shù)C(t,τ₀)在測(cè)試時(shí)刻t_n時(shí)的函數(shù)值，C(t_n,τ_i)為步驟五中所述徐變度函數(shù)C(t,τ_i)在測(cè)試時(shí)刻t_n時(shí)的函數(shù)值，C(t_n,τ_n)為徐變度函數(shù)C(t,τ_n)在測(cè)試時(shí)刻t_n時(shí)的函數(shù)值；

待推算出消除混凝土徐變后試驗(yàn)樁（1）樁身深度z處在測(cè)試時(shí)刻t_n的軸力后，還需根據(jù)公式計(jì)算出消除混凝土徐變后試驗(yàn)樁（1）樁身深度z處在測(cè)試時(shí)刻t_n的樁側(cè)負(fù)摩阻力。