[發(fā)明專利]開口管樁靜壓貫入過程中超孔隙水壓力分布預測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110690058.3
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113505417A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 竇錦鐘;孫旻;韓磊;方興杰;冉岸綠;吳劍秋;袁青云;熊國軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國建筑第八工程局有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 季辰玲

1.一種開口管樁靜壓貫入過程中超孔隙水壓力分布預測方法，其特征在于，包括步驟：

根據(jù)現(xiàn)場的施工情況獲取影響超孔隙水壓力的參數(shù)，所述參數(shù)包括開口管樁的半徑R_p、入土深度z_p以及土體的不排水抗剪強度c_u、彈性模量E、超固結(jié)比OCR；

根據(jù)所述參數(shù)確定歸一化參數(shù)η^E＝E/E^s、η^OCR＝OCR/OCR^s，其中R_p^s、c_u^s、E^s、OCR^s為已知的相應標準參數(shù)；

確定無量綱的樁身處土體超孔隙水壓力在深度方向的最大值Δu_max/c_u的計算公式(1)：

其中，v為土體泊松比，α_f為Henkel孔壓系數(shù)，α_p為無量綱系數(shù)，a為土塞效應臨界值；

將所述參數(shù)及所述歸一化參數(shù)代入所述計算公式(1)中，確定開口管樁靜壓貫入過程中超孔隙水壓力在深度方向最大值的深度分布情況。

2.如權(quán)利要求1所述的開口管樁靜壓貫入過程中超孔隙水壓力分布預測方法，其特征在于，確定無量綱的樁身處土體超孔隙水壓力在深度方向的最大值Δu_max/c_u的計算公式(1)的步驟包括：

建立模擬開口管樁靜壓貫入過程的有限元模型；

在模擬開口管樁靜壓貫入過程中，輸入不同值的所述參數(shù)，獲得對應的不同入土深度時樁身處土體超孔隙水壓力在深度方向的最大值Δu_max，并分別擬合出無量綱的樁身處土體超孔隙水壓力在深度方向的最大值Δu_max/c_u在基于圓孔擴張理論的無量綱的樁身處土體超孔隙水壓力在深度方向的最大值Δu₀/c_u的基礎(chǔ)上受各所述參數(shù)影響的關(guān)系式：

其中，d₃為樁身處土體超孔隙水壓力在深度方向的最大值Δu_max所處的深度，基于圓孔擴張理論的無量綱的樁身處土體超孔隙水壓力在深度方向的最大值Δu₀/c_u的計算公式為：

根據(jù)關(guān)系式(2-1)～(2-4)可知，以(Δu_max/c_u)/(Δu₀/c_u)為因變量時，自變量ψ為：

對所述因變量和所述自變量進一步擬合處理，得到關(guān)系式：

根據(jù)無量綱系數(shù)α_p＝d₃/z_p與無量綱化z_p/R_p的關(guān)系，得到關(guān)系式：

d₃＝α_p·z_p (6)

將關(guān)系式(6)代入公式(4)中得到：

進一步將關(guān)系式(3)和關(guān)系式(7)代入關(guān)系式(5)中，得到所述計算公式(1)。

3.如權(quán)利要求1所述的開口管樁靜壓貫入過程中超孔隙水壓力分布預測方法，其特征在于：

基于圓孔擴張理論的無量綱的樁身周圍土體超孔隙水壓力在深度方向的最大值Δu/c_u的計算公式為：

根據(jù)所述計算公式(1)和所述計算公式(8)推導出無量綱的樁身周圍土體超孔隙水壓力在深度方向的最大值Δu'/c_u的計算公式：

其中，r為距樁身的徑向距離；

將所述參數(shù)及所述歸一化參數(shù)代入計算公式(9)中，確定開口管樁靜壓貫入過程中超孔隙水壓力的徑向分布情況。

4.如權(quán)利要求1所述的開口管樁靜壓貫入過程中超孔隙水壓力分布預測方法，其特征在于，所述Henkel孔壓系數(shù)α_f通過固結(jié)不排水剪切試驗得到。

5.如權(quán)利要求1所述的開口管樁靜壓貫入過程中超孔隙水壓力分布預測方法，其特征在于，土塞效應臨界值a取值為0.33m。