[发明专利]一种适用于砂土中桶型基础安装需要吸力计算方法

权利要求书

1.一种适用于砂土中桶型基础安装需要吸力计算方法，其特征在于，所述方法包括：

计算桶型基础在安装过程中吸力沉放阶段受到的桶壁摩阻力F_s；

计算桶型基础在安装过程中吸力沉放阶段受到的桶端阻力Q_tip；

根据桶型基础在安装过程中匀速下沉时桶壁摩阻力F_s与桶端阻力Q_tip提供的贯入阻力与安装需要吸力提供的贯入力相等并结合所述桶壁摩阻力F_s以及桶端阻力Q_tip计算得到桶型基础的安装需要吸力s_req；

根据所述安装需要吸力s_req对桶型基础安装方式进行控制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述桶壁摩阻力F_s包括：内壁摩阻力F_i和外壁摩阻力F_o；

所述桶壁摩阻力F_s计算式如下：

F_s＝F_i+F_o。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算桶型基础在安装过程中吸力沉放阶段受到的桶壁摩阻力F_s，包括：

基于桶内沿桶壁方向压力梯度g_i(z)得到基于渗流作用下桶内靠近桶壁处土体侧向有效应力σ_hi(h)，基于桶外沿桶壁方向压力梯度g_o(z)得到渗流作用下桶外靠近桶壁处土体侧向有效应力σ_ho(h)；

根据渗流作用下桶内靠近桶壁处土体侧向有效应力σ_hi(h)计算桶型基础在吸力沉放阶段的内壁摩阻力F_i，根据渗流作用下桶外靠近桶壁处土体侧向有效应力σ_ho(h)计算桶型基础在吸力沉放阶段的外壁摩阻力F_o；

根据内壁摩阻力F_i和外壁摩阻力F_o计算并进行化简得到桶壁摩阻力F_s。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述渗流作用下桶内靠近桶壁处土体侧向有效应力σ_hi(h)计算式如下：

式中，K为侧向土压力系数，γ'—砂土浮容重；h—桶型基础入土深度；桶内沿桶壁方向压力梯度g_i(z)＝g_i^*(z)·s/D_o，g_i^*(z)为桶内壁归一化压力梯度，D_o—桶型基础外径；

渗流作用下桶外靠近桶壁处土体侧向有效应力σ_ho(h)计算式如下：

式中，桶外沿桶壁方向压力梯度g_o(z)＝g_o^*(z)·s/D_o，g_o^*(z)为桶外壁归一化压力梯度；

所述内壁摩阻力F_i计算式如下：

式中，δ为桶-土间外摩擦角，D_i为桶型基础内径；

所述外壁摩阻力F_o计算式如下：

基于渗流作用下桶外靠近桶壁处土体侧向有效应力σ_ho(h)以及渗流作用下桶内靠近桶壁处土体侧向有效应力σ_hi(h)，将所述内壁摩阻力F_i和外壁摩阻力F_o相加并进行化简得到桶壁摩阻力F_s计算式如下：

F_s＝K tanδ(πD)·[γ'h²-s·D·L^*(h^*)]

式中，D为桶型基础直径，D＝D_i＝D_o，h*为相对入土深度，h*＝h/Do＝h/D；