[发明专利]一种大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法

说明书

本发明公开了一种大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法，包括：简化计算模型；进行地基土体分层；将堆载自重荷载简化为均布荷载，进行堆载自重荷载的计算；计算基底下各计算点的土层竖向附加应力；计算考虑固结度影响的各土层压缩模量；计算各土层压缩变形量；计算地基总沉降；确定地基变形计算深度；计算地基各土层厚度中点处的附加应力及自重应力；计算不同土层厚度中点处的总应力；计算地基各土层考虑固结度变化的地基承载力并评判其是否满足要求。本发明考虑了软弱土层固结度对地基沉降和地基极限承载力的影响，可以计算得到大面积高强度堆载引起的地基沉降和极限承载力，易于操作，适用性较强，便于实施。

技术领域

本发明属于土木建筑、工程地质、水利水电、交通等岩土工程与防灾减灾工程技术领域，具体涉及一种大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法。

背景技术

大面积高强度堆载工程是一种很普遍的工程，如码头堆场施工期间及正常使用期间货物的堆载、尾矿库的堆载以及人工堆山工程等。该类堆载工程具有荷载面积大、强度高的特点，对下卧地层的地基承载力有一定要求。因此，需要对软弱地层的地基承载力进行评估。

对软弱地层的地基承载力评估需要从地基沉降和地基极限承载力两个方面进行评估。另外，由于软弱地层可能经历了一定时间的固结过程，计算地基沉降和地基极限承载力时需要考虑土体固结度的影响。

因此，大面积高强度堆载时，计算地基沉降和地基极限承载力，并对地基承载力进行评估，这对大面积高强度堆载工程的稳定性具有一定的工程意义。

当前，针对这一问题，采用数值分析的方式，然而数值分析这一手段对土体本构模型和力学参数的取值都有一定要求，工程实际中并非易行。因此，本发明将建立一种易于操作的方法，针对大面积高强度堆载软弱地层地基承载力进行评估。

发明内容

为了实现上述目的，本发明涉及：一种大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法，包括如下步骤：

步骤1、简化计算模型为梯形截面，以堆载堆载左坡脚位置处为原点；

步骤2、以成层土的界面和地下水面为分层界面进行地基土体分层，且各分层的土层厚度不超过0.4倍的基底宽度；

步骤3、将堆载自重荷载简化为均布荷载，进行堆载自重荷载的计算；

步骤4、计算基底下各计算点的土层竖向附加应力；

步骤5、通过现场勘查报告或通过现场钻孔取样进行试验，计算考虑固结度影响的各土层压缩模量；

步骤6、利用步骤5中得到的考虑固结度影响的各土层压缩模量，计算各土层压缩变形量；

步骤7、将步骤6中计算的各土层压缩变形量进行叠加，计算地基总沉降；

步骤8、确定地基变形计算深度；

步骤9、计算地基各土层厚度中点处的附加应力；

步骤10、计算地基各土层厚度中点处的自重应力；

步骤11、计算不同土层厚度中点处的总应力；

步骤12、计算地基各土层考虑固结度变化的地基承载力；

步骤13、通过比较步骤11中得到的不同土层厚度中点处的总应力与步骤12中地基承载力大小，若前者大，则判定为不满足地基承载力要求；如果后者大，则判定为满足地基承载力要求。

进一步的，所述步骤3中进行堆载自重荷载的计算方法为：

根据堆料容重γ，以及堆场的几何形状即可确定；具体为：

q＝γ·S_f/B_fl (1)