[发明专利]利用刚性板动力试验测量双参数地基动基床系数的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及土木工程领域，具体指一种利用刚性板动力试验实地测量双参数地基动基床系数的方法。

背景技术

目前基础设计方法所依据的力学计算理论主要是基于静载作用下的弹性地基板理论，所用的地基基床系数为静基床系数。然而, 实际道路路面、机场跑道、动力设备基础以及地震作用下的建筑物基础所承受的荷载一般为动荷载。大量分析研究表明，在动力荷载作用下，基础和地基之间存在动力相互作用，近年来动荷载作用下基础的动力响应问题也越来越受关注。目前，由于地基土的非连续性，双参数地基模型中动基床系数的确定存在很多困难，业内尚无成熟或较普遍认可的方法，更没有可行的实地测量方法。

发明内容

针对目前双参数地基动基床系数确定困难的问题，本发明在理论分析的基础上提供了一种利用不同平面尺寸刚性板动力试验实地测量双参数地基动基床系数的方法，能够有效的解决问题并且便于推广应用。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

首先根据双参数地基模型的特性将刚性板作用下的地基区域划分为板内区域、板边区域和板角区域（图1），求得双参数地基——刚性板系统的振动方程及系统固有频率的表达式，建立双参数地基——刚性板系统的固有频率                                               、地基动基床系数（k，G）、刚性板尺寸（a×b）、刚性板质量M_b及参振土单位面积等效质量m_f之间的关系式。

通过已有的常用动力特性测试方法进行动力试验，测量双参数地基——刚性板系统的固有频率，根据刚性板系统的固有频率、地基动基床系数（k，G）、刚性板尺寸（a×b）、刚性板质量M_b及参振土单位面积等效质量m_f之间的关系式，建立一个以双参数地基的动基床系数（k，G）为待求未知量的关系方程。

采用两种或两种以上刚性板进行动力试验，依照前述方法，可建立关于双参数地基的动基床系数（k，G）的一组方程，求解此方程组，可得到双参数地基的动基床系数（k，G）。

下面结合附图，对本发明进一步说明。

附图说明

图1为弹性地基板板周土体区域划分示意图，板下土体为板内区域，A₂、A₄、A₅、A₇ 为板边区域，A₁、A₃、A₆、A₈ 为板角区域。

具体实施方式

结合附图，本发明的具体实施步骤如下：

板在双参数地基上，除板下地基起支承作用以外，板周地基亦参与工作。为使问题简化，研究双参数地基板的刚体模态时，假定研究区域内地基分布均匀，地基压缩动基床系数k与动剪切基床系数G为常值。

将矩形刚性板下地基划分为板内区域、板边区域（A₂、A₄、A₅、A₇）和板角区域（A₁、A₃、A₆、A₈），振动过程中板内区域挠度为。根据边界条件：无穷远处各区域土体表面挠度为零，与板相接处为板边或板角挠度，即，确定各区域土体表面挠度表达式。

    区域A₁：；

    区域A₂：；

    区域A₃：；

    区域A₄：；

    区域A₅：；

    区域A₆：；

    区域A₇：；