[发明专利]桩类抗滑结构内力计算的位移加载方法

权利要求书

1.一种桩类抗滑结构内力计算的位移加载方法，包括普通抗滑桩结构、微型桩结构、刚架桩结构等的内力计算中的位移加载方法，其特征在于，该位移加载方法具体步骤如下：

1）抗滑桩所受岩土反力与抗滑桩的挠度成正比，即

σ=k₀y （1）

（1）式中，σ为作用于抗滑桩桩身的岩土应力，单位，KPa；k₀为地基系数，单位，KPa/m；y为抗滑桩的挠度，单位，m；

抗滑桩的挠度方程可写为 （2）

（2）式中，k =k₀b，b为抗滑桩的宽度，单位：米；n为地基系数沿抗滑桩深度的变化系数；c为地基系数随抗滑桩深度变化的指数；x指抗滑桩的长度；单位，m；y为抗滑桩的挠度，单位，m；q(x)为抗滑桩桩身分布荷载，单位，kN/m；

2）将抗滑桩结构离散化，建立步骤1）中桩的挠度方程的差分形式：

（3）

（3）式中，EI为抗滑桩桩身弹性模量与截面惯性矩之积；λ为差分步长；P_i为作用于差分节点的荷载，单位，KN；k_i为差分节点的地基系数；m_i为差分节点地基系数随深度变化系数，c为差分节点地基系数指数；i为节点号、y为挠度值、y_i表示节点i处的挠度值；

滑动面以上坡体的滑动导致位于滑动面以上滑坡体内抗滑桩身产生一致的位移，表示为-w_s，而滑坡体内抗滑桩产生的相对于滑坡体的位移w_s－w_p可以反映滑坡体内岩土和桩身的相互作用，w_s为滑坡体位移向量，w_p为抗滑桩身位移向量；将滑坡体相对滑床产生的位移-w_s以及反映岩土和桩身的相互作用的w_s－w_p代入公式（3），得：

（4）

（4）式中，w_si为节点i处滑坡体位移值，单位，m；w_pi为节点i处抗滑桩桩身位移值，单位，m；

将抗滑桩与滑坡体岩土相对位移作为荷载，移到方程右边，得到：

（5）

将滑坡体内滑面以上桩身挠度差分方程改为（5）式，代入后进行计算，得到抗滑桩身位移挠度值y_i，并将该挠度值传递给w_p¹；

3）将抗滑桩桩身位移值w_p¹代入w¹=w_si－w_pi¹，计算抗滑桩身相对滑坡体位移值w¹，用抗滑桩身相对滑坡体位移值w¹替换式（5）中的w_si－w_pi项，继续叠代计算，得到w_p²，再计算w²=w_si－w_pi²，……,直至的绝对值小于给定的小值，此时，挠度y_i的数值为抗滑桩桩身在节点i处的挠度值，然后根据该节点处的实际挠度值，按照公式：

计算得到桩身弯矩M_i和剪力值Q_i；

4）按照σ_si=(k_i+m_i(iλ)^c)(w_si－w_pi)计算滑坡体内桩身岩土应力，滑动面以下稳定地层内桩身岩土应力按照σ_si=(k_i+m_i(iλ)^c)w_pi计算；其中，w_si为节点i处滑坡体位移值，w_pi为节点i处抗滑桩桩身位移值，k_i+m_i(iλ)^c为节点i处地基系数。