[發(fā)明專利]一種土中摩擦構(gòu)件承載力確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010249314.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113449358B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張繼紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張繼紅
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域中的一種土中摩擦構(gòu)件承載力確定方法，該方法先確定摩擦構(gòu)件與土體間的摩擦系數(shù)、凝結(jié)強(qiáng)度，利用摩擦定律及彈性力學(xué)理論表達(dá)摩擦構(gòu)件表面在極限平衡狀態(tài)下的土體正壓力，然后根據(jù)摩擦構(gòu)件受力平衡方程式，建立摩擦構(gòu)件極限平衡狀態(tài)方程，求解并計(jì)算摩擦構(gòu)件承載力，本發(fā)明充分揭示并利用了摩擦構(gòu)件與土相互作用的物理力學(xué)性實(shí)質(zhì)，計(jì)算精度高，結(jié)果可靠，力學(xué)概念清晰，計(jì)算參數(shù)穩(wěn)定可靠，易于實(shí)施。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

摩擦構(gòu)件是土木工程領(lǐng)域中最常用的構(gòu)件之一，比如樁、錨桿、土釘?shù)龋@些摩擦構(gòu)件?通過(guò)與土體接觸面之間的摩擦提供抗拔或抗壓承載力。目前，摩擦構(gòu)件承載力的計(jì)算精度較?低，在工程實(shí)踐中，只能以增加安全系數(shù)的方法彌補(bǔ)計(jì)算精度低的缺陷。在國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范中，對(duì)于同一項(xiàng)土木工程，樁和永久性錨桿的安全系數(shù)值一般取為2，而鋼筋砼、鋼結(jié)構(gòu)的安全?系數(shù)一般取為1.35～1.4，表明摩擦構(gòu)件承載力計(jì)算精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于結(jié)構(gòu)工程，并因此造成大量?的資源浪費(fèi)。即便如此，土中摩擦構(gòu)件的計(jì)算尚在很大程度上依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行修正后的結(jié)果。?對(duì)于，缺乏經(jīng)驗(yàn)的土中摩擦構(gòu)件，如大直徑深埋鋼管樁等，計(jì)算精度更低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種土中摩擦構(gòu)件承載力確定方法，該方法將工程經(jīng)驗(yàn)的升華與理?論研究成果相結(jié)合，為各種插入土體的摩擦構(gòu)件承載力提供新的計(jì)算途徑，計(jì)算參數(shù)易于得?到，易于實(shí)施。

該土中摩擦構(gòu)件承載力確定方法包括以下步驟：

a)確定摩擦構(gòu)件與土體間的摩擦系數(shù)；

b)將摩擦構(gòu)件的一部分或相同材質(zhì)與表面粗糙度的材料與土體粘合，測(cè)定無(wú)壓應(yīng)力條?件下土體與摩擦構(gòu)件接觸面間的抗剪強(qiáng)度；

c)利用摩擦定律計(jì)算摩擦構(gòu)件表面正壓力對(duì)摩擦構(gòu)件承載力的影響，將摩擦力與步驟?b)中測(cè)定抗剪強(qiáng)度疊加，利用彈性力學(xué)理論表達(dá)土中摩擦構(gòu)件在極限拉拔平衡狀態(tài)下土體對(duì)?摩擦構(gòu)件表面產(chǎn)生的正壓力；

d)依據(jù)步驟c)中計(jì)算的土體對(duì)于摩擦構(gòu)件表面產(chǎn)生的正壓力表達(dá)式，根據(jù)摩擦構(gòu)件?受力平衡方程，建立摩擦構(gòu)件在拉拔極限平衡狀態(tài)下的受力平衡方程式；

e)利用摩擦構(gòu)件受力平衡方程式解的表達(dá)式，計(jì)算極限平衡狀態(tài)下，摩擦構(gòu)件表面正?壓力，并計(jì)算摩擦構(gòu)件承載力。

本發(fā)明的土中摩擦構(gòu)件承載力確定方法，充分表達(dá)了摩擦構(gòu)件與土相互作用的物理力學(xué)?性實(shí)質(zhì)，計(jì)算精度高，結(jié)果可靠，力學(xué)概念清晰，計(jì)算參數(shù)穩(wěn)定可靠，易于實(shí)施。

具體實(shí)施方式

作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，下面介紹本發(fā)明的一種土中摩擦構(gòu)件承載力具體確定方式。?為了便于說(shuō)明，本實(shí)施例以樁為例，視樁所在的土體為半無(wú)限彈性體，以地表水平面作為半?無(wú)限彈性體的對(duì)稱面，將沿樁軸線垂直向下方向設(shè)為z軸線。設(shè)樁直徑為D₀，樁長(zhǎng)度為(L₁-L₀)，?z＝0面為樁嵌入土體的半無(wú)限體對(duì)稱面。

在本實(shí)施例的第一步，確定摩擦構(gòu)件與土體之間的摩擦系數(shù)，在本實(shí)施例中，主要是確?定樁和土之間的摩擦系數(shù)，可以通過(guò)試驗(yàn)確定，也可以參考現(xiàn)行規(guī)范提供的參考資料確定。?摩擦系數(shù)主要與材料的性質(zhì)與表面粗糙程度有關(guān)，因砼材料與鋼材料均為最常用的樁身材料，對(duì)于不同的土體，現(xiàn)行的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中可以查閱相應(yīng)的摩擦系數(shù)μ。當(dāng)然，如果通過(guò)?試驗(yàn)確定，則更具針對(duì)性。完成第一步。