[发明专利]用于超长桩荷载传递机理研究的荷载传递函数计算方法

摘要

本发明公开了一种用于超长桩荷载传递机理研究的荷载传递函数计算方法，该计算方法包括如下步骤：收集软土地区超长桩的试桩资料，研究超长桩侧摩阻力随桩侧土体剪切位移变化的规律，获得实测荷载传递τ～s曲线；之后根据实测荷载传递τ～s曲线得到非加工软化型桩土界面荷载传递函数和加工软化型桩土界面荷载传递函数；参照矩阵位移法，基于实测荷载传递函数对超长桩的荷载传递基本微分方程进行数值求解；采用迭代法计算，并编制计算软件；利用该计算软件对超长桩完整的加载过程进行模拟。本发明的优点是，本荷载传递函数可理想模拟单桩荷载传递机理的特性，直观的反应超长桩桩身范围内不同土层承载力发挥的异步特征，在超长桩理论分析方面具有优势。

主权项

一种用于超长桩荷载传递机理研究的荷载传递函数计算方法，其特征在于所述计算方法包括以下步骤：(1)收集软土地区超长桩的试桩资料，研究所述超长桩侧摩阻力随桩侧土体剪切位移变化的规律，获得实测荷载传递τ～s曲线，其中，τ为所述超长桩侧摩阻力，s为所述超长桩的桩侧土体的剪切位移；(2)根据实测荷载传递τ～s曲线得到实测荷载传递函数，包括非加工软化型桩土界面荷载传递函数和加工软化型桩土界面荷载传递函数；a)非加工软化型桩土界面荷载传递函数计算式如下：τ=τu-(τu-τ0)(1+(ss0)p)]]>式中，τu为侧摩阻力极限值，可由处理后的实测荷载传递τ～s曲线获取；τ0为所述超长桩加载前的侧摩阻力初始值，可由处理后的实测荷载传递τ～s曲线获取；s0为实测荷载传递τ～s曲线的拐点，可取线弹性比例极限对应的剪切位移；p为侧摩阻力硬化参数，在力学机理上可理解为与土体弹塑性硬化相关的参数，根据实测荷载传递τ～s曲线的曲率得到，取1.0‑1.3；b)加工软化型桩土界面荷载传递函数计算式如下：τ=τc+A·(τc-τ0)·est0·sin(πs-sb2Δs)]]>Δs＝sc‑sb式中，τ0为侧摩阻力初始值，可由处理后的实测荷载传递τ～s曲线获取；τc为侧摩阻力残余值，可由处理后的实测荷载传递τ～s曲线获取；Δs为加工软化段剪切位移增量，可由处理后的实测荷载传递τ～s曲线获取；sc为残余侧摩阻力点对应的剪切位移，可由处理后的τ～s曲线获取；sb为侧摩阻力增长段由τ0达到τc水平时对应的剪切位移，可由处理后的τ～s曲线内插得到；A为侧摩阻力由τ0达到τc水平的无量纲放大系数，按下式计算：A=1sin(πsb2Δs)]]>t0为侧摩阻力软化参数，按下式计算：t0=-suln(-τu-τcτ0-τc1A·sin(πsu-sb2Δs))]]>τu为侧摩阻力峰值，可由处理后的实测荷载传递τ～s曲线获取；su为侧摩阻力峰值对应的剪切位移，可由处理后的实测荷载传递τ～s曲线获取；(3)参照矩阵位移法，基于所述实测荷载传递函数对所述超长桩的荷载传递基本微分方程进行数值求解；采用迭代法计算，并编制计算软件；(4)利用所述计算软件对所述超长桩完整的加载过程进行模拟。