[发明专利]单桩基础承载能力计算方法、系统、存储介质及设备

权利要求书

1.单桩基础承载能力计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：通过实验获取地基材料的摩尔库伦峰值强度指标和摩尔-库伦残余强度指标，根据获取的试验参数，建立基于MC准则的强度折减模型；所述步骤S1包括，通过室内三轴压缩试验，得到岩土试样在不同围压σ₃下的全过程的应力应变曲线，获得峰值应力σ_p和残余应力σ_r；利用MC破坏准则，由不同围压σ₃下的峰值应力σ_p和残余应力σ_r，绘制脆性破坏前后的一系列莫尔圆，计算出峰值强度指标-峰值粘聚力c_p、峰值内摩擦角和残余强度指标-残余粘聚力c_r、残余内摩擦角根据试验确定的峰值强度指标和残余强度指标建立强度折减模型的过程为，在每个增量步开始时，通过ABAQUS自带的实用程序GETVRM来得到单元积分点处的最大主塑性应变，计算中，一旦监测到最大主塑性应变大于阈值，立即通过场变量把峰值粘聚力c_p、峰值内摩擦角折减为残余粘聚力c_r、残余内摩擦角

S2：建立基础和地基有限元模型，将岩土体的强度指标与场变量进行关联；

S3：在步骤S2的有限元模型中嵌入步骤S1的强度折减模型进行有限元计算；

S4：基于步骤S1中的强度折减模型，建立p-y曲线有限元模型，将岩土体的强度指标与场变量进行关联；

S5：获取地基水平抗力P；

S6：联合地基水平抗力P与水平位移Y，参照已知的p-y数据确定p-y曲线的基本函数形式，通过数据处理软件得到不同深度处的嵌岩桩p-y曲线。

2.如权利要求1所述的单桩基础承载能力计算方法，其特征在于：所述步骤S2包括，在ABAQUS软件中建立基础和地基有限元模型，在地基的材料属性设置中，建立两个场变量，分别关联至摩尔-库伦强度指标的黏聚力和内摩擦角，场变量的初值对应于峰值强度指标，场变量的更新值对应于残余强度指标。

3.如权利要求1所述的单桩基础承载能力计算方法，其特征在于：所述步骤S3包括，在ABAQUS提交任务的界面，引入强度折减模型，提交任务进行有限元计算。

4.如权利要求1所述的单桩基础承载能力计算方法，其特征在于：所述步骤S4包括，基于S1中的强度折减模型，在ABAQUS软件中建立嵌岩桩计算模型和地基计算模型，手动设置输出单元的节点反力。

5.如权利要求1所述的单桩基础承载能力计算方法，其特征在于：所述步骤S5包括，利用ABAQUS软件输出与桩体直接接触的岩石单元节点力；在多个单元共用的节点上，将所有节点力相加并取相反数得到节点外力；在划分网格时，沿嵌岩桩深度方向每一米一个单元，通过同一埋深且与桩体直接接触的所有岩石单元节点的节点外力之和，得到这一米深度范围内的地基水平抗力P，并逐步输出不同埋深的地基水平抗力；在桩顶施加水平力，验证求出总的地基水平抗力与桩顶水平荷载之间的误差。

6.如权利要求1所述的单桩基础承载能力计算方法，其特征在于：所述步骤S6包括，利用ABAQUS软件输出位于对称面上与桩体直接接触的单元节点的水平位移Y；将同一时间、同一深度的地基水平抗力P与水平位移Y进行联合，得到不同深度处嵌岩桩的p-y曲线数据；

参照已知砂土的p-y曲线，确定中风化岩石p-y曲线的基本函数形式，确定函数中各系数与深度的关系，通过数据处理软件得到不同深度处嵌岩桩的p-y曲线图。

7.实现基于权利要求1-6中任一项所述的单桩基础承载能力计算方法的系统，其特征在于：包括：

信息获取模块，用于获取地基材料的摩尔库伦峰值强度指标和摩尔-库伦残余强度指标；

计算模块，根据获取的试验参数建立基于MC准则的强度折减模型，利用基础和地基有限元模型和p-y曲线有限元模型计算得到不同深度处的嵌岩桩p-y曲线。