[发明专利]可液化场地嵌岩桩临界轴向荷载预测方法、系统及介质

说明书

本发明公开了一种可液化场地嵌岩桩临界轴向荷载预测方法、系统及介质，方法包括：根据嵌岩桩的初始几何缺陷构建第一几何模型；确定液化后土体的初始土反力、初始位移、极限土反力以及极限位移，进而确定液化后土体的P‑Y曲线；根据第一几何模型和P‑Y曲线确定不同埋置比下嵌岩桩的临界轴向荷载，对不同埋置比下嵌岩桩的临界轴向荷载进行拟合，得到临界轴向荷载与液化土残余强度比的第一映射关系；获取待预测嵌岩桩的第一埋置比，并根据可液化场地的等效纯砂标准贯击数确定可液化场地的第一液化土残余强度比，预测得到待预测嵌岩桩的第一临界轴向荷载。本发明提高了可液化场地嵌岩桩临界轴向荷载预测的准确度，可广泛应用于岩土工程技术领域。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其是一种可液化场地嵌岩桩临界轴向荷载预测方法、系统及介质。

背景技术

强震下，土体液化会对桩支承结构造成较为严重的破坏，液化土中桩的屈曲破坏引起了广泛的关注。桩基础是将荷载从上部结构穿过液化土层传递到非液化土层或者岩石上。虽然桩基础被认为是基础抗液化的有效方式，但是，在很多次地震中，比如1964年日本新潟地震和1995年神户地震，都观察到桩基发生了破坏。在液化的过程中，桩周围的饱和砂土因液化失去了大部分的强度和刚度，无法为桩提供足够的侧向支撑，桩可能会在较大的轴向荷载作用下发生屈曲失稳而失效。

在饱和砂完全液化后，现有技术在计算桩基的临界轴向荷载时，将桩基视为无支撑的细长柱，使用欧拉屈曲理论计算桩的临界轴向荷载，而不考虑液化土阻力的影响，导致计算得到的临界轴向荷载并不准确。

发明内容

本发明的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明实施例的一个目的在于提供一种准确的可液化场地嵌岩桩临界轴向荷载预测方法。

本发明实施例的另一个目的在于提供一种可液化场地嵌岩桩临界轴向荷载预测系统。

为了达到上述技术目的，本发明实施例所采取的技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供了一种可液化场地嵌岩桩临界轴向荷载预测方法，包括以下步骤：

根据嵌岩桩的初始几何缺陷构建第一几何模型；

确定液化后土体的初始土反力、初始位移、极限土反力以及极限位移，进而根据所述初始土反力、所述初始位移、所述极限土反力以及所述极限位移确定液化后土体的P-Y曲线；

根据所述第一几何模型和所述P-Y曲线确定不同埋置比下嵌岩桩的临界轴向荷载，进而对所述不同埋置比下嵌岩桩的临界轴向荷载进行拟合，得到临界轴向荷载与液化土残余强度比的第一映射关系，其中，所述液化土残余强度比为液化土残余强度与初始垂直有效应力的比值；

获取待预测嵌岩桩的第一埋置比，并根据可液化场地的等效纯砂标准贯击数确定可液化场地的第一液化土残余强度比，进而根据所述第一埋置比、所述第一液化土残余强度比和所述第一映射关系预测得到待预测嵌岩桩的第一临界轴向荷载。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述初始几何缺陷通过半正弦剖面或四分之一正弦剖面表示，所述第一几何模型为：

或，

其中，(x₁，y₁)表示半正弦剖面的节点坐标，(x₂，y₂)表示四分之一正弦剖面的节点坐标，a表示初始缺陷振幅。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述极限土反力通过下式确定：

p_u＝N_sτ_maxD