[發明專利]基樁地基模型分析方法及用于該方法的試驗裝置有效
| 申請號： | 201310135207.5 | 申請日： | 2013-04-18 |
| 公開（公告）號： | CN103195112A | 公開（公告）日： | 2013-07-10 |
| 發明（設計）人： | 劉成毅;李玲 | 申請（專利權）人： | 四川建筑職業技術學院 |
| 主分類號： | E02D33/00 | 分類號： | E02D33/00 |
| 代理公司： | 四川力久律師事務所 51221 | 代理人： | 肖明;熊曉果 |
| 地址： | 618000 *** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 地基 模型 分析 方法 用于 試驗裝置 | ||
1.基樁地基模型分析方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟一、建立被測樁(3)—土相關作用的離散彈簧支撐模型；
設地基為任意分層構造，所述被測樁(3)為非嵌巖樁體，將其分割成若干小段，即λ1、λ2…λn樁段，根據線彈性地基反力數學模型公式：
k=mb0xω
式中：k是地基系數，x是被測樁(3)樁在地面或局部沖刷線以下的計算深度，m是地基系數的比例系數，b0是被測樁(3)樁身計算寬度，ω是反映地基反力隨深度變化的指數；
計算被測樁(3)各段節點處的地基系數，使其符合對該層地基模型的分布規律假設；將被測樁(3)各段樁側土的地基系數k簡化為成兩組彈簧剛度系數呈三角形分布規律的小彈簧群，對樁段λi，將被測樁(3)樁側土反力簡化為樁段兩端集中彈簧力，設和分別為兩端彈簧剛度系數，其中地基系數k和彈簧剛度系數K的上角標表示樁段號，下角標表示樁端號；根據力矩平衡原理可得λi樁段i-1端集中彈簧力簡化公式：
同理可得λi樁段i端集中彈簧力簡化公式：
步驟二、根據所述離散彈簧支撐模型，建立所述被測樁(3)—土相關作用的內力和變形方程；
由所述步驟一中兩個彈簧力簡化公式，可將i-1、i點彈簧點內側樁段所述變形及內力方程改寫成：
yi=ηa1yi-1+ηa2θi-1+ηa3Mi-1+ηa4Qi-1
θi=ηb1yi-1+ηb2θi-1+ηb3Mi-1+ηb4Qi-1
Mi=ηc1yi-1+ηc2θi-1+ηc3Mi-1+ηc4Qi-1
Qi=ηd1yi-1+ηd2θi-1+ηd3Mi-1+ηd4Qi-1
式中，y為樁身撓曲水平位移、θ為轉角、M為彎矩、Q為剪力，ηa1至ηd4共16個系數是與被測樁(3)的軸向壓力N、抗彎剛度EI、樁分段長度λ，以及樁側地基比例系數m和地基反力深度變化指數ω有關的參數；
步驟三、由所述被測樁(3)—土相關作用的內力和變形方程，構建從所述被測樁(3)底部向頂部的傳遞矩陣方程，進而得到所述被測樁(3)地基反力分析的基本方程；
在僅有水平試驗加載力時，所述步驟二中內力變形方程的Mn為零；將Qn改用水平加載力Hs表示，消去上式中y0和θ0，整理得被測樁(3)地基反力分析的基本方程：
對于所述被測樁(3)樁底嵌巖端承樁，被測樁(3)底部y0、θ0為零，用同樣方法可得所述被測樁(3)作為嵌巖端承樁的地基反力分析的基本方程；
步驟四、應用所述基本方程建立不同地基反力模型，并編制相應電算程序；
將試驗水平加載力Hs代入由不同地基假設模型建立的所述步驟三中被測樁(3)地基反力分析的基本方程，得到被測樁(3)的力作用點水平位移ynj和轉角θnj的計算值，再以測得值ync(即yc)和θnc(即θc)與計算值ynj和θnj的差值Δy和Δθ分別等于零為目標函數，所述地基反力分析的基本方程可以改寫為式：
地基反力的地基系數k隨x的變化取不同形式，編制相應電算程序可以對所述步驟一中地基系數的比例系數m和深度變化指數ω值進行搜索，得到相應地基反力計算模型及參數；
步驟五、在現場布置基樁地基試驗裝置；
步驟六、測量所述被測樁(3)在地面處的水平位移yc和轉角θc，采用被測樁(3)、反力樁(7)的兩樁互頂加載的方式進行測量，所述反力樁(7)的承載能力和剛度大于所述被測樁(3)的1.2倍；
步驟七、將所述水平位移和轉角輸入所述電算程序，計算分析并建立相應地基反力模型；
輸入被測樁(3)水平位移yc和轉角θc雙參數及水平試驗頂力Hs，再調用相關所述電算程序，計算各種地基反力模型及參數，或進行樁身內力與變形比較，獲得滿足工程要求的結論。
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