斜坡桩基横向承载特性的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种斜坡桩基横向承载特性的计算方法，包括获取斜坡地基的工程地质参数、桩基参数和桩土摩擦参数；对土体分层；设置应变楔深度、应变楔数目和应变楔应变；计算应变楔的几何参数与力学参数；计算桩身的水平位移值；计算应变楔的应变与水平位移值的第一个零点深度；对应变楔的应变和第一个零点深度值进行判断和迭代计算得到桩前土体应变楔的深度值和应变值；通过桩前土体应变楔的深度值和应变值完成桩基横向承载特性的计算。本发明专利技术通过创新的算法步骤设计和计算设计，不仅实现了斜坡地基应变楔的迭代计算，实现了应变楔深度与应变的快速、准确计算，而且本发明专利技术的可靠性高、精确性好且效率较高。精确性好且效率较高。精确性好且效率较高。

【技术实现步骤摘要】
斜坡桩基横向承载特性的计算方法


[0001]本专利技术属于土木工程
，具体涉及一种斜坡桩基横向承载特性的计算方法。

技术介绍

[0002]随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，我国的基础设施建设也在飞速发展。铁路、公路以及风力发电等工程领域都有桩基础的应用。在具体的使用过程中，桩基础会受到风荷载、车辆荷载以及地震作用等水平荷载的影响；因此，对桩基础的横向承载特性进行分析，在实际工程中有着非常重要的意义。
[0003]工程建设场地的地址条件极为复杂，桩基不可避免地会被建造在临近斜坡区域或者斜坡坡面上。在这种条件下，桩基就可能面临一定的风险：斜坡效应会使得桩基出现承载能力明显降低、水平位移显著增加的问题。因此，开展斜坡地基水平受荷桩的横向承载特性研究，具有重大的工程意义。
[0004]目前，水平受荷桩的横向承载特性研究理论方法，主要包括了弹性地基梁法(BEF)，p
‑
y曲线法、应变楔形体方法等。但是，针对斜坡地基水平承载桩基的研究方法主要集中在极限土抗力削弱与水平地基模量削弱方面，目前尚没有发现有研究斜坡效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种斜坡桩基横向承载特性的计算方法，包括如下步骤：S1.获取斜坡地基的工程地质参数、桩基参数和桩土摩擦参数；S2.根据桩基的埋深，对土体分层；S3.设置应变楔深度、应变楔数目和应变楔应变；S4.通过应变楔理论、获取的参数值及设置的参数值，计算应变楔的几何参数与力学参数；S5.根据步骤S4得到的应变楔的力学参数，计算桩身的水平位移值；S6.根据步骤S5得到的桩身的水平位移值，计算应变楔的应变与水平位移值的第一个零点深度；S7.对步骤S6得到的应变楔的应变和第一个零点深度值进行判断和迭代计算，从而得到桩前土体应变楔的深度值和应变值；S8.通过步骤S7得到的桩前土体应变楔的深度值和应变值，完成桩基横向承载特性的计算。2.根据权利要求1所述的斜坡桩基横向承载特性的计算方法，其特征在于步骤S1所述的获取斜坡地基的工程地质参数、桩基参数和桩土摩擦参数，具体包括如下步骤：获取的参数包括：工程地质参数：土体重度γ、粘聚力c、内摩擦角50％土体失效应力对应的土体应变ε
50
、80％土体失效应力对应的土体应变ε
80
、斜坡角度θ；桩基参数：桩基埋深L、桩径D、荷载加载高度e、桩基抗弯刚度EI和桩基形状参数(S1,S2)；桩土摩擦参数：桩土摩擦参数3.根据权利要求2所述的斜坡桩基横向承载特性的计算方法，其特征在于步骤S2所述的根据桩基的埋深，对土体分层，具体包括如下步骤：单一土层的深度设定为Δh，土层上部深度为z
si
，土层中心点深度为z
ci
。4.根据权利要求3所述的斜坡桩基横向承载特性的计算方法，其特征在于步骤S3所述的设置应变楔深度、应变楔数目和应变楔应变，具体包括如下步骤：初始设置时，设置应变楔深度为L
sw
，应变楔数目为N，第j个应变楔的应变为ε
j
。5.根据权利要求4所述的斜坡桩基横向承载特性的计算方法，其特征在于步骤S4所述的通过应变楔理论、获取的参数值及设置的参数值，计算应变楔的几何参数与力学参数，具体包括如下步骤：采用如下算式计算第j个应变楔的应力水平SL
j
：
式中ε
50
为50％土体失效应力对应的土体应变；ε
j
为第j个应变楔的应变；ε
80
为80％土体失效应力对应的土体应变；计算第j个应变楔的扩散角为其中为内摩擦角；计算第j个应变楔的高度h
j
为其中θ为斜坡角度，β
mj
为j个应变楔的底角；计算上部土楔的深度L
s
为其中L
sw
为应变楔的深度；计算第j个应变楔的分界面长度L
j
为L
j
＝(h
j
‑
h
j
‑1)tanβ
mj
；计算各层土体的最前段计算宽度L(i)为计算应变楔应力Δσ
hi
为其中SL为应力水平系数，σ
vi
为中间变量且γ为土体重度，z
si
为土层上部深度，c为粘聚力；计算桩侧剪应力τ
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋冲，刘敬，刘盼，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：