基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法，根据获取的钻孔内的波速，得到各土层的参数，各土层的参数至少包括：粘性土液性指数平均值、粉土空隙比平均值、粉细砂标贯击数平均值、中砂标贯击数平均值、粗砂标贯击数平均值和砾砂动探击数平均值；根据各土层的参数，得到桩体的极限侧阻力标准值；结合桩体截面外周长、桩体各层土的单位面积极限桩侧摩阻力标准值、桩体穿过各层土的长度、承载力折减系数、桩体的极限侧阻力标准值和桩体外围面积，得到钢管桩轴向承载力；本发明专利技术操作简便、耗时短、数据处理迅速，解决了土工试验和原位测试周期长的问题。决了土工试验和原位测试周期长的问题。决了土工试验和原位测试周期长的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法


[0001]本专利技术涉及海上风电
，特别涉及一种基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]钻孔波速测试法是一种常规的物探技术，其技术成熟，应用普遍，操作简单，且周期短，效率高。现阶段主要用于确定场地土类型从而判定建筑场地类别。而其数字化的成果决定其有较大的应用空间。
[0004]大直径钢管桩作为海上风电项目中常用的桩基方法，其承载力的确定对于桩基设计、施工具有重要意义，现阶段桩基参数主要依靠土工试验、原位测试等方法依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94
‑
2008)得出，而现实的问题是土工试验、原位测试往往耗时较长，原位测试数据准确性受海上作业条件影响较大。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法，操作简便、耗时短、数据处理迅速，解决了土工试验和原位测试周期长的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法。
[0008]一种基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法，包括以下过程：
[0009]获取钻孔内的波速；
[0010]根据获取的波速，得到各土层的参数，各土层的参数至少包括：粘性土液性指数平均值、粉土空隙比平均值、粉细砂标贯击数平均值、中砂标贯击数平均值、粗砂标贯击数平均值和砾砂动探击数平均值；
[0011]根据各土层的参数，得到桩体的极限侧阻力标准值；
[0012]结合桩体截面外周长、桩体各层土的单位面积极限桩侧摩阻力标准值、桩体穿过各层土的长度、承载力折减系数、桩体的极限侧阻力标准值和桩体外围面积，得到钢管桩轴向承载力。
[0013]作为可选的一种实现方式，波速测试平均值与粘性土液性指数平均值的关系为：
[0014]y＝
‑
6E
‑
06x2+0.0007x+0.5153。
[0015]作为可选的一种实现方式，波速测试平均值与粉土空隙比平均值的关系为：
[0016]y＝2.8811x
‑
0.284
。
[0017]作为可选的一种实现方式，波速测试平均值与粉细砂标贯击数平均值、中砂标贯击数平均值或者粗砂标贯击数平均值的关系：
[0018]y＝1E一06x
3.0381
。
[0019]作为可选的一种实现方式，波速测试平均值与砾砂动探击数平均值的关系为：
[0020]y＝2E
‑
06x
2.7443
。
[0021]作为可选的一种实现方式，钢管桩轴向承载力Q
d
为：
[0022]Q
d
＝(U∑q
fi
l
i
+ηqR
A
)/γ
R
[0023]其中，U为桩体截面外周长；q
fi
为桩体第i层土的单位面积极限桩侧摩阻力标准值，l
i
为桩体穿过第i层土的长度；η为承载力折减系数，q
R
为桩体极限端阻力标准值，A为桩端外围面积。
[0024]本专利技术第二方面提供了一种基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的系统。
[0025]一种基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的系统，包括：
[0026]波速获取模块，被配置为：获取钻孔内的波速；
[0027]土层参数计算模块，被配置为：根据获取的波速，得到各土层的参数，各土层的参数至少包括：粘性土液性指数平均值、粉土空隙比平均值、粉细砂标贯击数平均值、中砂标贯击数平均值、粗砂标贯击数平均值和砾砂动探击数平均值；
[0028]极限侧阻力标准值计算模块，被配置为：根据各土层的参数，得到桩体的极限侧阻力标准值；
[0029]钢管桩轴向承载力确定模块，被配置为：结合桩体截面外周长、桩体各层土的单位面积极限桩侧摩阻力标准值、桩体穿过各层土的长度、承载力折减系数、桩体的极限侧阻力标准值和桩体外围面积，得到钢管桩轴向承载力。
[0030]本专利技术第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面所述的基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法中的步骤。
[0031]本专利技术第四方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术第一方面所述的基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法中的步骤。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0033]1、本专利技术所述的基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法及系统，操作简便，耗时短，数据处理迅速，弥补了土工试验、原位测试周期长的缺点；波速测试作为一种常规的物探手段，技术成熟，数据稳定性较好，满足了海上风电项目时间紧张的需要。
[0034]2、现场原位测试法确定桩基参数，受人为影响、外界风力、波浪的影响较大，数据准确性不高，本专利技术所述的基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法，受人为、环境影响较小，数据稳定。
[0035]3、本专利技术可以作为一种补充方法，与土工试验、原位测试，经验参数法等方法进行对比，或对其他方法确定的桩基参数进行校对，提高勘察工作的精度与准确性
[0036]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0037]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0038]图1为本专利技术实施例1提供的基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法流程图。
[0039]图2为本专利技术实施例1提供的波速值与粘性土液性指数的回归曲线示意图。
[0040]图3为本专利技术实施例1提供的波速值与粉土孔隙比的回归曲线示意图。
[0041]图4为本专利技术实施例1提供的波速值与实测标贯击数平均值的回归曲线示意图。
[0042]图5为本专利技术实施例1提供的波速值与实测重型动探击数平均值的回归曲线示意图。
具体实施方式
[0043]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0044]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0045]需要注意的是，这里所使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法，其特征在于：包括以下过程：获取钻孔内的波速；根据获取的波速，得到各土层的参数，各土层的参数至少包括：粘性土液性指数平均值、粉土空隙比平均值、粉细砂标贯击数平均值、中砂标贯击数平均值、粗砂标贯击数平均值和砾砂动探击数平均值；根据各土层的参数，得到桩体的极限侧阻力标准值；结合桩体截面外周长、桩体各层土的单位面积极限桩侧摩阻力标准值、桩体穿过各层土的长度、承载力折减系数、桩体的极限侧阻力标准值和桩体外围面积，得到钢管桩轴向承载力。2.如权利要求1所述的基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法，其特征在于：波速测试平均值与粘性土液性指数平均值的关系为：y＝
‑
6E
‑
06x2+0.0007x+0.5153。3.如权利要求1所述的基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法，其特征在于：波速测试平均值与粉土空隙比平均值的关系为：y＝2.8811x
‑
0.284
。4.如权利要求1所述的基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法，其特征在于：波速测试平均值与粉细砂标贯击数平均值、中砂标贯击数平均值或者粗砂标贯击数平均值的关系：y＝1E一06x3.
0381
。5.如权利要求1所述的基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法，其特征在于：波速测试平均值与砾砂动探击数平均值的关系为：y＝2E一06x
2.7443
。6.如权利要求1所述的基于钻孔波速确定海上风电大直径钢管桩基承载力的方法，其特征在于：钢管桩轴向承载力Q
d
为：Q
d
＝(U∑q
fi
l
i
+ηqR
A
)/γ
R
其中，U为桩体截面外周长；q
fi
为桩体第i层土的单位面积极限桩侧摩阻力标准值，l

【专利技术属性】
技术研发人员：刘牧，王基文，江峻毅，杨庆义，李仁杰，范沛军，孙旭，纪成亮，边磊，于生飞，宋振，
申请(专利权)人：山东电力工程咨询院有限公司，
类型：发明
国别省市：