[發(fā)明專利]一種計(jì)算淺基礎(chǔ)地基極限承載力的分析方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111270821.3
• 申請(qǐng)日: 2021-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN114186383A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳傳濤;徐采薇;朱桂斌;陳春暉;陳艷平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省建科建筑設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F111/12;G06F119/14
• 代理公司: 廣州知友專利商標(biāo)代理有限公司 44104
• 代理人: 李海波;高修華

1.一種計(jì)算淺基礎(chǔ)地基極限承載力的分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1：根據(jù)摩爾庫(kù)倫強(qiáng)度準(zhǔn)則，通過(guò)假定幾何變量α,β,r₀定義主動(dòng)區(qū)、扇形螺旋線傳導(dǎo)區(qū)、被動(dòng)區(qū)的幾何參數(shù)和整體的破壞形式，其中所述主動(dòng)區(qū)為基礎(chǔ)底面寬度b以下產(chǎn)生傾角為α的等腰三角形ABC，AB＝BC，AC＝b，∠BAC＝α，AB邊受到土的作用力與AB邊的夾角＝土的內(nèi)摩擦角φ，在B點(diǎn)所受土壓力f的延長(zhǎng)線上取一點(diǎn)O，令OB＝r₀，以O(shè)B為起始邊，O點(diǎn)為中心點(diǎn)，做對(duì)數(shù)螺旋線BD，設(shè)BD轉(zhuǎn)過(guò)的角度為θ，由D點(diǎn)延對(duì)數(shù)螺旋線BD做平滑的延長(zhǎng)線與地基基礎(chǔ)底面延長(zhǎng)線相交于點(diǎn)E，DE與地基基礎(chǔ)底面延長(zhǎng)線CE的夾角為β，由D點(diǎn)作鉛垂線并與地基基礎(chǔ)底面延長(zhǎng)線CE交于點(diǎn)F得扇形螺旋線傳導(dǎo)區(qū)BCFD和被動(dòng)區(qū)DEF的虛擬邊界DF；

S2：根據(jù)巖土力學(xué)極限平衡原理的力平衡和力矩平衡，確定地基基礎(chǔ)的承載力計(jì)算公式，過(guò)程如下：

地基基礎(chǔ)總的極限承載力R_k為地面超載承載力Q_d、土內(nèi)粘聚力承載力Q_c和土自重承載力Q_b三個(gè)分項(xiàng)之和，

R_k＝Q_d+Q_c+Q_b＝b(M_d*q+M_c*c+M_b*r*b)，

承載力各分項(xiàng)Q_d、Q_c、Q_b的計(jì)算公式如下

其中b為基礎(chǔ)底面寬度，

M_d、M_c、M_b為承載力系數(shù)，通過(guò)承載力各分項(xiàng)Q_d、Q_c、Q_b反向計(jì)算獲得，M_b＝Q_b/γb²,M_d＝Q_d/qb,M_c＝Q_c/cb，

為扇形螺旋線傳導(dǎo)區(qū)BCFD的重力G_BCFD對(duì)O點(diǎn)的力矩，

q為地面超載，

γ為基礎(chǔ)底面以下土的自重，

d為基礎(chǔ)埋置深度，

c為土內(nèi)粘聚力，

S3.通過(guò)方式一或方式二迭代計(jì)算，確定地基的極限承載力和極限破壞形式，

所述方式一通過(guò)確定承載力系數(shù)，承載力各分項(xiàng)均取最小值，再通過(guò)疊加法計(jì)算地基基礎(chǔ)總的極限承載力：

在b、γ和φ確定的情況下，α，β和r₀為三個(gè)公式中的變量，通過(guò)求解上面的微分方程或迭代計(jì)算的方式可以得到各分項(xiàng)的最小值，地基基礎(chǔ)總的承載力由各分項(xiàng)的最小值疊加計(jì)算得到，

所述方式二通過(guò)單一極限破壞面分別求出此時(shí)各承載力參數(shù)的值和總的極限承載力

在b、γ和φ確定的情況下，α，β和r₀為上面微分方程中的變量，通過(guò)求解上面的微分方程或迭代計(jì)算可以得到總承載力的最小值和此時(shí)α的值，此時(shí)得到一個(gè)極限狀態(tài)下單一的破壞形式并求得所有承載力系數(shù)的值，其中R_S中的S表達(dá)的是疊加法的意思，R_IM即采用疊加法求得的極限承載力的總和，R_GM為采用單一破壞面法求得的極限承載力的總和。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算淺基礎(chǔ)地基極限承載力的分析方法，其特征在于：α的取值范圍是[φ，45+φ/2]，假定點(diǎn)O處于地基底面的等高線上，則有：由此，α為承載力計(jì)算公式中唯一的變量。