[发明专利]利用刚性板静载试验实地测量双参数地基基床系数的方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程领域，具体指一种利用刚性板静力荷载试验实地测量双参数地基基床系数的方法。

背景技术

目前，应用最为广泛的基床系数是单参数地基(Winkler地基)的基床系数，单参数地基模型将地基视为一系列侧面无摩擦的独立土柱，忽略了土体中存在的剪应力，由单参数地基模型确定的荷载——地基变形关系为                                                ，表明地基地表变形值w与刚性板的尺寸无关，只与板面荷载及压缩基床系数相关，而实际上地基变形不仅包括压缩变形还包括剪切变形，即地基地表变形值w不仅与板面荷载及压缩基床系数相关，还与剪切基床系数及刚性板的尺寸有关。

目前，由于地基土的非连续性，双参数地基模型中基床系数的确定存在很多困难，业内尚无成熟或较普遍认可的方法，更没有可行的实地测量方法。

发明内容

针对目前双参数地基基床系数确定困难的问题，本发明提供了一种利用不同平面尺寸刚性板静力荷载试验实地测量双参数地基基床系数的方法，能够有效的解决问题并且便于推广应用。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

首先根据双参数地基模型的特性将刚性板作用下的地基区域划分为板内区域、板边区域和板角区域（图1），建立地基——刚性板系统的总势能泛函，采用能量变分法推导出双参数地基上矩形刚性板的荷载——变形平衡方程，建立了静力荷载下刚性板尺寸（a×b）、基床系数（k，G）、竖向荷载大小（P）与地基竖向变形（w）之间的关系式。

采用常规地基承载板试验设备和方法，对某一选定平面尺寸刚性板荷载试验，获取不同平面尺寸刚性板的荷载（P）——地基竖向变形（w）关系曲线，选取在一定应力状态下的一组荷载和变形值（P，w），利用刚性板尺寸（a×b）、基床系数（k，G）、竖向荷载大小（P）与地基竖向变形（w）之间的关系式，可建立一个以基床系数（k，G）为待求未知量的关系方程。

通过两种或两种以上尺寸的刚性板荷载试验，依照前述方法，可建立对应于一定受力状态下的关于基床系数（k，G）的一组方程，求解此方程组，可求得对应双参数地基的基床系数（k，G）。

下面结合附图，对本发明进一步说明。

附图说明

图1为刚性地基板土体区域划分示意图，刚性板下土体为板内区域，A₂、A₄、A₅、A₇ 为板边区域，A₁、A₃、A₆、A₈ 为板角区域。

具体实施方式

结合附图，本发明的具体实施步骤如下：

将地基划分为板内区域、板边区域A₂、A₄、A₅、A₇和板角区域A₁、A₃、A₆、A₈，在荷载P作用下板内区域挠度为。根据边界条件：无穷远处各区域土体表面挠度为零，与板相接处为板边或板角挠度，即，确定各区域土体表面挠度表达式。

    区域A₁：；

    区域A₂：；

    区域A₃：；

    区域A₄：；

    区域A₅：；

    区域A₆：；

    区域A₇：；