[发明专利]一种复合地基褥垫层厚度的确定方法

权利要求书

1.一种复合地基褥垫层厚度确定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

根据临界褥垫层厚度时的受力分析，确定临界褥垫层厚度时的临界参数；

根据所述临界参数，计算拟设计桩土应力比所对应的拟设计桩顶应力扩散厚度；

根据压实度，对拟设计桩顶应力扩散厚度进行换算，确定拟设计桩土应力比所需的褥垫层厚度；

其中，所述临界参数包括临界桩土应力比、临界桩顶应力扩散角、临界桩顶应力扩散圆直径和临界桩顶应力扩散厚度；

所述拟设计桩顶应力扩散厚度的确定方法包括如下步骤：

根据临界桩土应力比，求得临界褥垫层厚度时的临界桩顶应力扩散圆直径；

根据拟设计桩土应力比，求得相应的拟设计桩顶应力扩散圆直径；

根据临界桩土应力比和临界桩顶应力扩散角，求得临界桩顶应力扩散厚度；

根据临界桩顶应力扩散圆直径、拟设计桩顶应力扩散圆直径和临界桩顶应力扩散厚度，结合桩径和桩处理面积的直径，计算确定拟设计桩土应力比所需的拟设计桩顶应力扩散厚度。

2.根据权利要求1所述的复合地基褥垫层厚度确定方法，其特征在于，所述拟设计桩顶应力扩散厚度，采用如下公式表示：

式中：a、k分别为计算参数；D_d为拟设计桩顶应力扩散圆直径；a、k参数表达式分别如下：

式中：D_max为桩处理面积的直径，D为桩径，D_dc为临界桩顶应力扩散圆直径，h_dc为临界桩顶应力扩散厚度。

3.根据权利要求2所述的复合地基褥垫层厚度确定方法，其特征在于，所述拟设计桩顶应力扩散圆直径，采用以下公式表示：

式中：m为置换率，n为拟设计桩土应力比。

4.根据权利要求2所述的复合地基褥垫层厚度确定方法，其特征在于，所述临界桩顶应力扩散厚度，采用如下公式表示：

式中：D为桩径，n₀为临界褥垫层厚度时的桩土应力比，m为置换率，θ_c为临界褥垫层厚度时的临界桩顶应力扩散角。

5.根据权利要求4所述的复合地基褥垫层厚度确定方法，其特征在于，所述临界褥垫层厚度时的临界桩顶应力扩散角的计算方法，包括：

设桩顶应力扩散线为抛物线，结合边界条件求出应力扩散线方程，再把应力扩散线等效为直线，得到临界褥垫层厚度时的临界桩顶应力扩散角，以如下公式表示：

式中：为褥垫层的内摩擦角。

6.根据权利要求2所述的复合地基褥垫层厚度确定方法，其特征在于，所述临界桩顶应力扩散圆直径，采用如下公式表示：

式中：n₀为临界褥垫层厚度时的桩土应力比，m为置换率。

7.根据权利要求4或5或6所述的复合地基褥垫层厚度确定方法，其特征在于，所述临界褥垫层厚度时的临界桩土应力比，采用如下公式表示：

式中：λ为临界褥垫层厚度时桩的承载力发挥系数；R_a为单桩承载力特征值；f_ak为天然土承载力特征值；A_p为桩的截面积。

8.根据权利要求1所述的复合地基褥垫层厚度确定方法，其特征在于，所述拟设计桩土应力比所需的褥垫层厚度采用如下公式表示：

式中：ρ为褥垫层的压实度，ρ_max为桩顶刺入褥垫层后的压实度，h_d为拟设计桩顶应力扩散厚度。