[发明专利]地基设计新方法

权利要求书

1.一种地基设计新方法，其特征在于：本设计方法采用原状土的力学参数计算，根据变形协调原理实现“缺多少，补多少”的地基设计新方法，具体包括下述步骤：

1)根据已知的地质资料及基础尺寸，如果地基强度足够，直接运用发明者提出的切线模量法计算出地基的沉降，如果地基强度不足，利用切线模量法计算地基土的p-s曲线，并结合桩的沉降N-s曲线，根据变形协调原理实现“缺多少，补多少”的地基设计新方法；

2)在原状土的荷载p_i时增加增量荷载Δp_i，则该深度h_j处分层厚度为Δh_j的土层产生的沉降为：

其中：E_ij为p_i在h_j处原状土的等效切线模量，当增量荷载Δp过程中的土体变形是线性时，α为应力分布系数，Δp_iα表示Δp_i在E_ij处所产生的应力增量，Δh_j为土层分层厚度，则Δp_i所产生的沉降按照分层总和法计算，即

3)根据土体的结构特性，E_ij主要取决于该点处的应力水平，设定土体的压板试验p-s曲线为一双曲线方程则该曲线任意点的切线导数为

当s→∞时，其中：p_u为压板试验的极限荷载，

可得曲线的初始切线模量α为

其中：D为试验的压板直径，μ为土的泊松比，ω为沉降影响系数，E₀为原状土的初始切线模量；

4)当荷载Δp为增量线性时，则压板试验引起的沉降增量为：

其中：E_t为压板底部在荷载p处增加一增量荷载Δp时的土体等效切线模量，则可得出：Et=ΔpΔs·D(1-μ2)·ω;]]>

5)令压板底处土体的切线模量为：此时引入一个破坏比系数R_f，则得出：

其中：p/p_u一项是压板底面处所受压力p与极限荷载p_u的比值。

6)确定建筑物的允许沉降值或沉降目标控制值[s]，根据2)～5)步计算的地基土的p-s曲线确定沉降量为[s]时地基土所能承担的荷载p_s，则p_s×A(A为地基面积)即为沉降量为[s]时地基土能发挥的反力；

7)计算桩须分担的力N_p＝N-p_s×A，根据单桩的N-s曲线确定沉降量为[s]时单桩分担的力[N]，则可以算出需要的桩数n＝(N-p_s×A)/[N]。

8)如果桩的刚度不合适，则地基土承担的荷载不等于地基土的允许承载力，则重新设计桩基调节桩的刚度曲线N-S，根据桩、土变形协调，使地基土承担的荷载刚好是地基的允许承载力，则此时多余的荷载就由所补的桩承担，实现了“缺多少，补多少”的目的。