[发明专利]一种土工织物散体桩复合地基稳定性的计算方法

说明书

本发明涉及一种土工织物散体桩复合地基稳定性的计算方法，包括以下步骤：S1获取地基和桩的几何与物理参数；S2对圆弧滑动面进行土条划分；S3计算总滑动力矩M_t；S4计算总抗滑力矩M_a；S5通过总滑动力矩M_t和总抗滑力矩M_a计算稳定安全系数K，在计算总抗滑力矩M_a中，先通过确定地基土的黏聚力和内摩擦角计算出地基土提供的抗滑力矩，接着通过确定桩的抗弯承载力修正系数计算出抗弯承载力，最后判断筋材允许拉伸强度与锚固端筋材抗拔力的较小值，作为锚固端筋材拉力，用得到的数据计算出水平加筋垫层提供的抗滑力矩。与现有技术相比，本发明体现出桩与土对滑动力矩、抗滑力矩的贡献，包含土工织物以及水平加筋垫层对复合地基稳定性的影响，实用性广泛。

技术领域

本发明涉及复合地基稳定性计算技术领域，尤其是涉及一种土工织物散体桩复合地基稳定性的计算方法。

背景技术

随着我国在基础建设方面的快速发展，在工程建设中对于地基的要求也变得越来越高，地基质量的好坏很大程度上也对地基之上的工程建设产生影响。在我国沿海地区分布有大范围的软土，软土不仅含水量大，而且承压能力弱，这对于工程建设提出了较大的挑战。为了满足工程中抗弯承载力以及路基稳定性的要求，各种地基处理技术得到运用，复合地基作为一种地基处理方法，已被广泛应用于建筑地基、路基等工程中，而为了满足路基稳定性的要求，工程中出现了各种桩体结构，如土工织物散体桩、混凝土桩等。在实际地基稳定性计算的过程中发现，混凝土桩的破坏模式被看作为剪切破坏，故其滑动力矩与抗滑力矩的计算均与地基土类似，但混凝土由于排水性差、施工不便，操作起来比较麻烦，土工织物散体桩以其良好的排水性能、较高的强度、便捷的施工以及低廉的造价，已经成为处理软土地基的重要选择。但土工织物散体桩在地基中的破坏模式为弯曲破坏，并不适用已有的复合地基稳定性计算方法，经过检索中国专利CN112195703A，公开了一种碎石桩联合土工格栅复合地基稳定性控制的计算方法，基于刚体极限平衡原理，将碎石桩与桩间的被加固土体按面积等效方法，计算碎石桩联合土工格栅复合地基的安全系数。此专利解决了安全系数计算的问题，但只能获取单一滑动面的稳定安全系数，并不能计算多个圆弧滑动面的安全系数，无法确定最危险圆弧滑动面以及对箍筋的拉伸强度没有足够考量。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种土工织物散体桩复合地基稳定性的计算方法，该方法不仅能够考虑了桩与土对滑动力矩、抗滑力矩的贡献，而且能够包含土工织物以及水平加筋垫层的作用，对土工织物散体桩复合地基的稳定性分析具有借鉴意义。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种土工织物散体桩复合地基稳定性计算方法，该方法包括以下步骤：

S1获取地基和桩的几何与物理参数；

根据地基和桩的形态、布置方式和物理性质，获取桩间距、桩体直径、水平加筋垫层中筋材的层数、地基土重度、桩体重度等参数。

S2对最危险圆弧滑动面进行土条划分；

获取圆弧滑动面的半径、各土条在最危险圆弧滑动面上的圆弧段长度、各土条底滑面的倾角等参数。

S3计算总滑动力矩M_t：

其中，n为土条总数，W_i、α_i分别为第i个土条处单位宽度的重力和底滑面的倾角，S_c为垂直滑动方向土工织物散体桩桩间距，R为圆弧滑动面的半径。

S4计算总抗滑力矩M_a：

M_a＝M_s+M_p+M_r