[发明专利]岩土组合地层加锚双排桩支护结构变形的计算方法和装置

权利要求书

1.一种岩土组合地层中加锚双排桩支护结构变形计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定支护结构滑裂面位置；

根据支护结构滑裂面位置，得到滑裂面以上前后排桩桩身挠曲微分方程；

根据支护结构滑裂面位置，得到滑裂面以下前后排桩桩身挠曲微分方程；

确定岩土组合地层中前后排桩不同土抗力分布函数；

采用基于桩锚协同作用的分段独立坐标法将前后排桩桩身分段，根据岩土组合地层中前后排桩不同土抗力分布函数、滑裂面以上前后排桩桩身挠曲微分方程和滑裂面以下前后排桩桩身挠曲微分方程，得到前后排桩桩身各个分段的微分方程；

根据所述各分段的微分方程计算桩身变形。

2.根据权利要求1所述的岩土组合地层加锚双排桩支护结构变形的计算方法，其特征在于：设剪切滑裂面从前排桩的基底起，滑裂面与竖直方向夹角为支护结构滑裂面位置方程为：

其中，L₀表示滑裂面延伸至地面时距前排桩桩顶的距离，α表示土压力分配系数，表示土体内摩擦角，L₀表示滑裂面延伸至地面时距前排桩桩顶的距离，L表示前后排桩间距。

3.根据权利要求1所述的岩土组合地层加锚双排桩支护结构变形的计算方法，其特征在于：滑裂面以上前后排桩桩身挠曲微分方程为：

前排桩：

后排桩：

其中，q_bi表示前排桩剪切滑裂面以上桩后整体土压力分布，q_ai表示后排桩剪切滑裂面以上桩后整体土压力分布；EI表示桩体的弯曲刚度，y_bi表示前排桩第i段桩体位移，y_ai表示后排桩第i段桩体位移，z_bi表示前排桩第i段桩体长度，z_ai表示后排桩第i段桩体长度。

4.根据权利要求1所述的深基坑加锚双排桩支护结构变形的计算方法，其特征在于：滑裂面以下前后排桩桩身挠曲微分方程为：

前排桩：

后排桩：

其中，P_b表示前排桩滑裂面以下支护结构所受整体土压力，P_a表示后排桩滑裂面以下支护结构所受整体土压力，p_b(y,z)与p_a(y,z)分别表示岩土地层中前后排桩不同地基反力函数。

5.根据权利要求1所述的深基坑加锚双排桩支护结构变形的计算方法，其特征在于：岩土组合地层中前后排桩抗力函数与取值分别为：

前排桩：

后排桩：

其中，z≤h_s代表土层，z＞h_s时代表岩层，E_s为桩间土压缩模量，m_r表示岩层中的土水平抗力系数，m_s表示岩层中的土水平抗力系数；z_a表示后排桩桩长，z_b表示前排桩桩长；b₀表示桩的计算宽度；y_b表示前排桩桩身位移，y_a表示后排桩桩身位移；s_y表示双排桩排距，d表示桩直径；h_s表示土的深度，n为幂级数函数的指数。

6.根据权利要求1所述的岩土组合地层加锚双排桩支护结构变形的计算方法，其特征在于：按照所述分段独立坐标法，若加锚双排桩有x道锚索时，滑裂面以上前后排桩桩体可被分为x+2段桩单元体，根据滑裂面以上前后排桩桩身挠曲微分方程分别列出x+2个分段挠度微分方程组。