[發明專利]一種獲取復合地基樁土承載比的方法、裝置

有效

• 申請號: 202210045703.0
• 申請日: 2022-01-16
• 公開（公告）號: CN114386306B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 劉文連;眭素剛;李澤;王幫團;許漢華;徐鵬飛;唐果;李澤江;李淼
• 申請（專利權）人: 中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院有限公司;昆明理工大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/10;G06F119/14
• 代理公司: 昆明明潤知識產權代理事務所(普通合伙) 53215
• 代理人: 馬海紅

本發明公開了一種獲取復合地基樁土承載比的方法、裝置，方法包括：擬定復合地基的樁土承載比計算的基本參數；依據擬定的基本參數，建立復合地基的三維有限元模型；求解混凝土樁的樁頂高程橫截面的附加軸力；求解樁間土的樁頂高程橫截面的附加軸力；依據混凝土樁的樁頂高程橫截面的附加軸力、樁間土的樁頂高程橫截面的附加軸力進行復合地基的樁土承載比計算，確定復合地基的樁土承載比。本發明采用三維有限元方法建立復合地基的力學模型，根據基底的荷載水平模擬的樁間土的應力擴散效應和混凝土樁應力傳遞規律，通過三維有限元數值分析獲得較為精確的樁土承載比計算結果。

技術領域

本發明涉及一種獲取復合地基樁土承載比的方法、裝置，屬于地基處理技術領域。。

背景技術

復合地基是一種被廣泛采用的地基處理型式，其加固地基的基本原理是：天然地基在中的部分土體得到人為的增強或置換，或在天然地基中設置加筋材料，復合地基由天然地基土體和增強體兩部分共同承擔上部荷載，承載性能以及沉降控制較好。在工程中最常見的是設置豎向增強體的復合地基，豎向增強體復合地基有：散體材料樁復合地基、柔性樁復合地基和剛性樁復合地基三種。由于施工技術和成本的要求，近年來在地基處理過程中采用混凝土柔性樁復合地基的工程較多，其具有施工方便、施工質量容易控制、取材便利以及性價比高等特點。

復合地基的承載力計算是復合地基設計的重要內容，其中復合地基的樁土承載比是設計復合地基的重要指標，其是決定復合地基經濟性和安全性的重要因素。復合地基的傳力機理較為復雜，其主要過程是：上部建筑物將基底荷載傳遞給褥墊層，褥墊層將基底荷載按一定比例分配給樁和樁間土，實現樁與土按樁土承載比共同承載，隨著應力向地基深部傳遞樁與樁間土協調變形，將部分應力擴散到周邊土體。

在工程界，計算復合地基的樁土承載比主要依據我國現行的《復合地基技術規范》GB/T50873進行，其主要思想是：根據復合地基的面積置換率、樁土應力比、樁土模量比等參數進行等效簡化計算。規范規定的這種方法忽略了應力擴散效應、樁長效應、荷載水平等等因素的影響，計算誤差較大。由于傳力機理的復雜性，在現有關于復合地基承載力的研究中，還沒有能夠有效計算復合地基樁土承載比的方法。

發明內容

本發明提供了一種獲取復合地基樁土承載比的方法、裝置，以通過建立復合地基的三維有限元模型，計算復合地基的初始地應力場和工作地應力場，采用截面數值積分法求解混凝土樁和樁間土的樁頂高程橫截面的附加軸力，進而計算復合地基的樁土承載比。

本發明的技術方案是：一種獲取復合地基樁土承載比的方法，包括：

擬定復合地基的樁土承載比計算的基本參數；

依據擬定的基本參數，建立復合地基的三維有限元模型；

求解混凝土樁的樁頂高程橫截面的附加軸力；

求解樁間土的樁頂高程橫截面的附加軸力；

依據混凝土樁的樁頂高程橫截面的附加軸力、樁間土的樁頂高程橫截面的附加軸力進行復合地基的樁土承載比計算，確定復合地基的樁土承載比。

所述基本參數，包括：復合地基場地的地層分布信息、地基中每一地層的土體的物理力學參數、混凝土樁的參數、褥墊層的幾何參數、褥墊層的土體的物理力學參數、復合地基荷載信息。

所述復合地基場地的地層分布信息，包括：地層的分層數量、每一層地層的厚度；所述地基中每一地層的土體的物理力學參數，包括：土體的密度、土體的彈性模量、土體的泊松比；所述混凝土樁的參數，包括：混凝土樁的布置形式，混凝土樁的數量，混凝土樁的樁徑、樁間距、樁長，混凝土樁的密度、混凝土樁的彈性模量、混凝土樁的泊松比；所述褥墊層的幾何參數，包括：褥墊層的厚度、長度、寬度；所述褥墊層的土體的物理力學參數，包括：褥墊層土體的密度、褥墊層土體的彈性模量、褥墊層土體的泊松比；所述復合地基荷載信息，包括：上部結構作用在褥墊層頂部的基底壓力。