[發(fā)明專利]一種基于變形控制的懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811385427.2
• 申請(qǐng)日: 2018-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN109558659B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐長(zhǎng)節(jié);范曉真;胡國(guó)明;胡琦;劉俊巖;劉興旺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/20;E02D17/04;G06F119/14
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 何世磊

1.一種基于變形控制的懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：確定基坑的剖面參數(shù)以及土體的物理力學(xué)參數(shù)；

所述基坑的剖面參數(shù)包括基坑表面與坑底的標(biāo)高；所述土體物理力學(xué)參數(shù)包括三倍開挖深度范圍內(nèi)土層的內(nèi)摩擦角及重度γ；

S2：確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移模式，確立模型簡(jiǎn)圖；

S3：分別對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)力矩平衡原理確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗傾覆臨界嵌固深度；

S4：分別計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大彎矩及最大剪力，并根據(jù)最大彎矩和最大剪力分別確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的材料及配筋；

S5：進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算、抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算；

所述步驟S3具體包括步驟S31～S34：

S31：基于位移修正，計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)上作用的主動(dòng)土壓力：

式中：

L為待求的懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)樁長(zhǎng)；

是土層的等效重度，對(duì)多層土層通過分層總和法求得；

s_a為土體的主動(dòng)極限位移，取0.001L～0.005L；

s_max為支護(hù)結(jié)構(gòu)的容許位移值；

z為以支護(hù)結(jié)構(gòu)頂端處為零點(diǎn)時(shí)，土壓力計(jì)算處的深度；

K₀為靜止土壓力系數(shù)；

K_a為庫(kù)倫主動(dòng)土壓力系數(shù)：

式中：是土層的等效內(nèi)摩擦角，對(duì)多層土層通過分層總和法求得；

δ支護(hù)結(jié)構(gòu)與土體間的外摩擦角；

S32：基于位移修正，計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)作用的被動(dòng)土壓力：

式中：h為基坑的開挖深度；

s_p為土體的被動(dòng)極限位移，取0.01(L－h(huán))～0.05(L－h(huán))；

K_p為庫(kù)倫被動(dòng)土壓力系數(shù)：

S33：根據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)通過力矩平衡原理確定懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)抗傾覆臨界樁長(zhǎng)L_cr：

得到L_cr之后，計(jì)算樁頂位移s_max是否超過土體的主動(dòng)極限位移s_a，若超過，則通過下式對(duì)L_cr進(jìn)行重新計(jì)算，獲得最終的支護(hù)結(jié)構(gòu)抗傾覆臨界樁長(zhǎng)：

S34：計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)抗傾覆臨界嵌固深度D_cr：

D_cr＝L_cr-h。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變形控制的懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移模式，為繞坑底下一點(diǎn)向坑內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移最大值位于支護(hù)樁樁頂，該位移最大值由基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的容許位移值確定。