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专利号: 2017110638351
申请人: 西南科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-03-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种软土地基格栅式地下连续墙桥梁基础沉降计算方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:按计算精度要求,将不包括承台的格栅式地下连续墙墙体部分划分为N个单元,保证各天然土层的分界面亦为墙体单元的分界面;假定第i个单元的厚度为Li,其中点的位移为Si,单元底部闭合墙的轴向力为Ni,则:Ni-1=Ni+fiwuwLi+finunLi (i=1,2,…,N)    (1)式中,Ep为格栅式地连墙弹性模量;uw为格栅式地连墙外侧周长;un为格栅式地连墙内侧周长;Ap为格栅式地连墙截面面积;N为地下连续墙所划分的单元个数;

步骤2:假定墙端产生一微小的不等于零的位移Sb,根据位移协调原则,墙端位移Sb和墙端土位移wb相等,墙端土体荷载传递函数采用双曲线模型,其函数表达式为:式中,nb为单位端阻力;Sb为墙端位移;

上式中fb、gb为待定的双曲线计算参数,fb与gb可表示为:式中,Gb为墙端土体的剪切模量;vb为墙端土体的泊松比;在求解时,r0可取为较短外边长;Rb为端阻破坏比,可取0.7~0.8;nbu为墙端土单位极限承载力;

由此,可求出第N单元底部轴力Nb为:

步骤3:假定墙端第N单元中点截面的位移为SN,据此计算基础的外侧摩阻力与内侧摩阻力,格栅式地下连续墙外侧摩阻力遵循双折线荷载传递法则,其函数表达式为:式中,fw(z)为深度z处的外摩阻力值,Ks为格栅式地连墙外墙剪切刚度系数,S(z)为深度z处墙-土相对位移,fwu为极限外摩阻力值,Su为发挥极限侧摩阻力时所需的相对位移;

相对于桩基而言,格栅式地下连续墙的沉降扩展面为椭圆形,因此其剪切刚度系数Ks表达式为:式中,am为剪切变形可忽略的范围,可取为3.5a0;a0为地连墙外侧长边长,b0为地连墙外侧短边长;λ为修正系数,可取为0~0.4;当0.5

基础内侧摩阻力fn可由如下公式求得:

式中,S为墙-土相对位移;fw为外摩阻力值;ψ为折减系数,根据格室数目的多少,可取

0.5~1.0,n为等效剪切刚度比;

此时,依据步骤1所得递推公式,可求出第N单元顶部轴力NN-1与墙端N单元中间点的弹性变形ΔSN为:步骤4:将Sb与ΔSN相加,重新计算得到第N单元中点截面处的位移SN′;校核计算值SN′与步骤3中假定SN是否相符,当不满足收敛性要求时,重复步骤2~4,直到前后两次迭代误差达到要求精度;

步骤5:往上推移一个单元,按上述步骤计算第N-1单元,依次逐个向上推移,直到墙顶处第1单元,即可求得墙顶轴力N0及相应的墙顶沉降S0;

步骤6:校核N0与墙顶荷载P是否接近,如果|N0-P|≤ε不满足,则调整墙端位移Sb:当N0>P时,逐步增大墙端位移;当N0<P时,逐渐减小墙端位移,重复上述步骤,直到迭代计算满足计算精度为止;

步骤7:重复步骤2~6,进行下一荷载等级的计算,最后可算出整个加载过程中,基础的Q-s(荷载-沉降)曲线、侧摩阻力分布,桩身轴向力分布。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述等效剪切刚度比n为:其中,ai为格栅式地连墙边长系数,ai=L/0.14,L为基础最短内边长,H为基础深度,z为计算位置深度。