【技术实现步骤摘要】
一种山区斜坡直
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斜组合桩基简化的内力计算方法
[0001]本专利技术属于土木工程
，具体涉及一种山区斜坡直
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斜组合桩基简化的内力计算方法。
技术介绍
[0002]我国西部山区地形陡峭险峻，地势高低不平，山林河谷密布，为了满足线路展线需求，高速公路、铁路等线路工程不可避免在山区斜坡上修建桥梁结构，使得桥梁桩基建设处在不同条件下的山区斜坡上。
[0003]位于斜坡上的桥梁基础，由于外部环境和受力的复杂性，使其承载机理与平地常规桩基存在许多差异，其受力变形特性和受环境条件影响比常规桩基复杂得多。一方面，桥梁上部荷载作用于基础上，使得斜坡岩土体中的应力变得复杂化，从而影响结构稳定性；另一方面，不同于平地条件，因为斜坡临空面的存在，基桩周围的地基土体不是完全对称的体系，其承载性能必然相较平地桩基有所区别而表现特殊性。
[0004]当前的规范及计算理论主要针对的是平地桥梁桩基，对斜坡条件下的桥梁桩基规定较少，也没有提供相关专门计算理论公式。对于山区斜坡条件下的桥梁群桩基础，桩...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种山区斜坡直
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斜组合桩基简化的内力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采集前排基桩到坡面的距离、基桩后滑坡推力作用深度和基桩长度数据，建立直
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斜组合桩基础计算分析模型；S2、根据建立的计算分析模型计算滑坡推力，进而得到基础后侧每根基桩上的桩后滑坡推力；S3、根据桩后滑坡推力建立桩后滑坡推力分布函数方程；S4、根据直
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斜组合桩基础计算分析模型，计算基桩桩顶产生的水平位移和转角；S5、根据基桩桩顶产生的水平位移和转角得到桩顶的刚度值，进而计算桩基桩顶反力值，通过桩基桩顶反力值建立位移法典型方程；S6、联合桩后滑坡推力分布函数方程、基桩的切面变形条件方程和基桩的切面上弯矩和剪力的方程，得到桩顶上的弯矩和桩顶上的剪力；S7、将桩顶上的弯矩和桩顶上的剪力代入位移法典型方程，得到群桩基础承台水平位移a0、群桩基础承台竖直位移b0和群桩基础承台转角β0，进而通过位移法得到了任意桩顶的轴向力、剪力和弯矩，作为山区斜坡直
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斜组合桩基简化的内力计算结果。2.根据权利要求1所述的山区斜坡直
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斜组合桩基简化的内力计算方法，其特征在于，所述步骤S1中，建立直
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斜组合桩基础计算模型时的假定条件具体为：(1)过滑面与桩基中心轴的交点建立水平线，将滑动面简化为平面；(2)忽略滑面以上的土体与基桩之间的相互作用，根据陡坡效应影响忽略基础前侧范围内土体与基桩的相互作用；(3)将桩后滑坡推力作用深度设为l1，并根据土拱效应通过基桩均匀分担承台宽度范围内的滑坡推力，分布的形式按照抛物线形式分布；(4)根据陡坡效应影响深度，承台底面到桩基中心线与滑面交点O点平面处前排桩到坡面的距离b1不应小于4d，其中，d为桩的直径，若b1小于4d则应使O点处的基准面降低，使得满足b1大于4d；(5)以斜桩嵌岩位置为水平线，将倾斜的嵌岩面简化成平面，将斜桩和直桩视为同一水平。3.根据权利要求2所述的山区斜坡直
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斜组合桩基简化的内力计算方法，其特征在于，所述步骤S2中，滑坡推力E的表达式具体为：E＝E
xi
b式中，E
xi
为单位宽度第i块滑体水平滑坡推力，b为基础承台宽度；基础后侧每根基桩上的桩后滑坡推力E1的表达式具体为：E1＝E/k式中，k为基桩列数。4.根据权利要求3所述的山区斜坡直
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斜组合桩基简化的内力计算方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：根据桩后滑坡推力得到桩后滑坡推力的分布函数的待定系数a、待定系数b和待定系数c，进而建立滑坡推力分布函数方程；所述分布函数的待定系数a、待定系数b和待定系数c的表达式具体为：
式中，l0为桩基位于推力段土体的高度，l
c
为推力段岩土体的合力作用点到潜在滑移面的高度；所述桩后滑坡推力分布函数方程q(z)的表达式具体为：q(z)＝az2+bz+c式中，z为桩身长度。5.根据权利要求4所述的山区斜坡直
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斜组合桩基简化的内力计算方法，其特征在于，所述步骤S4中，计算基桩桩顶产生的水平位移和转角的方法具体为：当基桩桩顶受到的水平力H＝1时，基桩桩顶产生的水平位移δ
HH
和转角δ
MH
的表达式具体为：为：式中，EI为基桩抗弯刚度，和分别为基桩在滑动面z＝l0处作用单位水平力时，基桩的滑动面处截面所产生的转角和水平位移；和分别为基桩在滑动面z＝l0处作用单位弯矩时，基桩的滑动面处截面产生的转角和水平位移；当基桩桩顶受到的弯矩M＝1时，基桩桩顶产生的水平位移δ
HM
技术研发人员：彭雄志，王刚巧，石少华，冯瑨，王约斌，范帅，田萌，骆富强，刁晓俊，曾应祝，陈旖平，邓晨雨，苏平玉，刘帆，李坤，张易林，
申请(专利权)人：核工业西南勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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