[發明專利]一種巖溶地區連續配筋混凝土板跨越方法

有效

• 申請號: 201811459233.2
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109518555B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 線晨;張震
• 申請（專利權）人: 陜西國防工業職業技術學院
• 主分類號: E01C5/08
• 分類號: E01C5/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種巖溶地區連續配筋混凝土板跨越方法，其特征在于，包括基于塑性鉸線理論計算配筋率，以及根據對配筋率的影響，基于塑性鉸線理論優化連續配筋混凝土板布置位置；

一、基于塑性鉸線理論計算配筋率的步驟包括：

步驟1.1、在不同長寬比的條件下，分別求取塑性應變增量分布圖并抽象出相應破壞形式；

步驟1.2、在不同支撐條件下，分別求取塑性應變增量分布圖并抽象出相應破壞形式；

步驟1.3、根據支撐條件和破壞形式，采取塑性鉸線理論計算極限彎矩和配筋率；

二、基于塑性鉸線理論優化連續配筋混凝土板布置位置的步驟包括：

步驟2.1、根據溶洞尺寸和上覆土層性質估計塌陷坑大小，具體步驟為：

溶洞上覆土層厚度為h_s，內摩擦角為溶洞跨度為l_r；

設溶洞頂板沿全跨塌陷，并經由上覆土層向地面發展形成塌陷坑，且塌陷坑的傾角與上覆土層的內摩擦角一致，也等于從而得到地面位置的塌陷坑大小l₀：

設地面上方的路基填筑高度為h_e，內摩擦角為重度為γ_e；

連續配筋混凝土板自地面起算的布置高度為h_t，當塌陷坑經由路基填土向上發展至連續配筋混凝土板時，其尺寸l_t將進一步增長為：

步驟2.2、根據塌陷坑規模和荷載大小，計算連續配筋混凝土板布置位置對配筋率的影響，并選擇使配筋率最小的位置作為連續配筋混凝土板的最佳布置位置；

求取配筋率最小時連續配筋混凝土板布置位置的具體步驟如下：

設車輛等效均布荷載為q_v；連續配筋混凝土板上方的路基厚度為h_e-h_t，h_e為地面上方的路基填筑高度；

故其所需承擔的荷載q為：

q＝q_v+(h_e-h_t)·γ_e

根據基于塑性鉸線理論的配筋率解析解，得到：

令求得配筋率為最小時的連續配筋混凝土板布置位置：

2.根據權利要求1所述的巖溶地區連續配筋混凝土板跨越方法，其特征在于，所述的步驟1.3中采取塑性鉸線理論計算極限彎矩的具體步驟如下：

設板上作用有均布荷載q，在板的微單元面積d_xd_y上引起的虛位移為δ，則總的外功為：

W＝∫∫qδd_xd_y＝q∫∫δd_xd_y＝qΩ

式中，Ω為板下垂位置與原平面之間的體積；

板中點的虛位移δ為1，計算得到Ω＝(3λ-η)l_y²/6，則：

式中，λ為長寬比；η為塑性鉸線的位置參數；l_y為短跨方向跨度；

板中塑性鉸線所做的內功為：

式中，i＝m₁/m_uy，k＝m_ux/m_uy，m₁為長跨方向支座塑性鉸線上單位長度內的極限彎矩，m_ux、m_uy分別為矩形鋼筋混凝土板長跨、短跨方向承受的極限彎矩；

根據內功與外功的能量平衡關系：W＝D，計算得到極限荷載q：

另得到極值條件下的極限荷載q：

以極限荷載q作為自變量，求解矩形鋼筋混凝土板承受的極限彎矩m_uy：