[发明专利]一种计算浅基础地基极限承载力的分析方法

权利要求书

1.一种计算浅基础地基极限承载力的分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：根据摩尔库伦强度准则，通过假定几何变量α,β,r₀定义主动区、扇形螺旋线传导区、被动区的几何参数和整体的破坏形式，其中所述主动区为基础底面宽度b以下产生倾角为α的等腰三角形ABC，AB＝BC，AC＝b，∠BAC＝α，AB边受到土的作用力与AB边的夹角＝土的内摩擦角φ，在B点所受土压力f的延长线上取一点O，令OB＝r₀，以OB为起始边，O点为中心点，做对数螺旋线BD，设BD转过的角度为θ，由D点延对数螺旋线BD做平滑的延长线与地基基础底面延长线相交于点E，DE与地基基础底面延长线CE的夹角为β，由D点作铅垂线并与地基基础底面延长线CE交于点F得扇形螺旋线传导区BCFD和被动区DEF的虚拟边界DF；

S2：根据岩土力学极限平衡原理的力平衡和力矩平衡，确定地基基础的承载力计算公式，过程如下：

地基基础总的极限承载力R_k为地面超载承载力Q_d、土内粘聚力承载力Q_c和土自重承载力Q_b三个分项之和，

R_k＝Q_d+Q_c+Q_b＝b(M_d*q+M_c*c+M_b*r*b)，

承载力各分项Q_d、Q_c、Q_b的计算公式如下

其中b为基础底面宽度，

M_d、M_c、M_b为承载力系数，通过承载力各分项Q_d、Q_c、Q_b反向计算获得，M_b＝Q_b/γb²,M_d＝Q_d/qb,M_c＝Q_c/cb，

为扇形螺旋线传导区BCFD的重力G_BCFD对O点的力矩，

q为地面超载，

γ为基础底面以下土的自重，

d为基础埋置深度，

c为土内粘聚力，

S3.通过方式一或方式二迭代计算，确定地基的极限承载力和极限破坏形式，

所述方式一通过确定承载力系数，承载力各分项均取最小值，再通过叠加法计算地基基础总的极限承载力：

在b、γ和φ确定的情况下，α，β和r₀为三个公式中的变量，通过求解上面的微分方程或迭代计算的方式可以得到各分项的最小值，地基基础总的承载力由各分项的最小值叠加计算得到，

所述方式二通过单一极限破坏面分别求出此时各承载力参数的值和总的极限承载力

在b、γ和φ确定的情况下，α，β和r₀为上面微分方程中的变量，通过求解上面的微分方程或迭代计算可以得到总承载力的最小值和此时α的值，此时得到一个极限状态下单一的破坏形式并求得所有承载力系数的值，其中R_S中的S表达的是叠加法的意思，R_IM即采用叠加法求得的极限承载力的总和，R_GM为采用单一破坏面法求得的极限承载力的总和。

2.根据权利要求1所述的计算浅基础地基极限承载力的分析方法，其特征在于：α的取值范围是[φ，45+φ/2]，假定点O处于地基底面的等高线上，则有：由此，α为承载力计算公式中唯一的变量。