【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桩基工程领域，特别是涉及一种FCEC施工方法引起土体水平位移的计算方法。
技术介绍
FCEC(FastCutEvacuateConstruction，全回转快速切割清障)施工方法是目前工程领域中较先进的拔桩技术之一，该拔桩技术采用的设备是FCEC全回转清障机。该设备通过电动机头驱动薄壁钢套筒对桩侧土体进行旋转切割，使桩与周围土体分离，当钢套筒钻进深度超过桩长后，通过特殊装置将钢丝绳送到桩底，与桩身锁扣牢固后将旧桩进行拔出。考虑整个施工过程，钢套筒对土体的旋转切割是FCEC施工方法在施工时引起土体水平位移的主要来源，而FCEC施工方法引起的土体水平位移极易对钢套筒周围的已有地下结构物产生破坏。如果在拔桩施工前，对土体的水平位移产生的扰动范围不进行预测，可能会对已有地下结构物产生破坏，发生工程事故。在钢套筒旋转切割时，对其周围土体会造成环向剪切的影响，因此，需要考虑FCEC施工方法在施工过程中的环向剪切作用，来确定FCEC施工方法引起土体的水平位移，以获得对水平位移更加准确的计算。在现有技术中，虽然该FCEC施工方法在工程中已有较多的应用，但对其施工引起土体水平位移的研究还非常不足，仅处于初步阶段，理论分析与现场试验方面的资料极其缺乏。经过对现有国内外技术文献的检索，尚未发现用来解决FCEC施工方法在施工中对钢套筒旋转切割引起土体水平位移计算方法的文献。因此，业界需要一种对FCEC施工方...
【技术保护点】
一种FCEC施工方法引起土体水平位移的计算方法，采用FCEC全回转清障机，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据土体的土质参数，计算得到所述FCEC全回转清障机的钢套筒周边土体的塑性区半径，所述土质参数包括：不排水抗剪强度，弹性模量，泊松比，容重；S2：根据步骤S1中的所述塑性区半径和土质参数，计算得到弹性区和塑性区交界面处的径向应力和径向位移；S3：根据步骤S1中的所述塑性区半径、步骤S2中的所述径向应力和径向位移，计算得到塑性区域的位移场和弹性区域的位移场。
【技术特征摘要】
1.一种FCEC施工方法引起土体水平位移的计算方法，采用FCEC全回转清
障机，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据土体的土质参数，计算得到所述FCEC全回转清障机的钢套筒周
边土体的塑性区半径，所述土质参数包括：不排水抗剪强度，弹性模量，泊松
比，容重；
S2：根据步骤S1中的所述塑性区半径和土质参数，计算得到弹性区和塑性
区交界面处的径向应力和径向位移；
S3：根据步骤S1中的所述塑性区半径、步骤S2中的所述径向应力和径向
位移，计算得到塑性区域的位移场和弹性区域的位移场。
2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，在步骤S1中，通过公式
1计算得到所述塑性区半径：
公式1：
r p = [ ( 1 - Δ 2 ) R u 4 + B 1 2 - B 1 Δ 1 - Δ 2 ] 1 / 2 ]]>式中：rp为土体的塑性区半径，单位为m；
Ru为钢套筒的外径，单位为m；
Δ为塑性区平均体积应变；
B1为中间变量，所述中间变量B1通过公式2计算：
公式2：
B 1 = ( G s u ) [ ( 1 + Δ ) R u 2 - R 0 2 ] ]]>式中：G为土体的剪切模量，单位为kPa；
su为土体的不排水抗剪强度，单位为kPa；
Δ为塑性区平均体积应变；
Ru为钢套筒的外径，单位为m；
R0为钢套筒的内径，单位为m。
3.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，通过公式3计算得到所述
土体的剪切模量：
公式3：
G＝E/(2+2v)
式中，E为土体的弹性模量，单位为kPa；
v为土体的泊松比。
4.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，在步骤S2中，通过公式
4计算得到所述弹性区和塑性区交界面处的径向应力：
公式4：
p y = s u 1 - ( R u r p ) 4 + p 0 ]]>式中：py为弹性区和塑性区交界面处的径向应力，单位为kPa；
Ru为钢套筒的外径，单位为m；
su为土体的不排水抗剪强度，单位为kPa；
rp为土体的塑性区半径，单位为m；
p0为土体中初始各向同性应力，单位为kPa。
5.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，通过公式5计算得到土体
中初始各向同性应力，
公式5：
p0＝γh
式中，h为土体的深度，单位为m；
γ为土体的容重，单位为N/m3。
6.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，在步骤S2中，通过公式
6计算得到所述弹性区和塑性区交界面处的径向位移：
公式6：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟振，陈锦剑，王建华，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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