[发明专利]Π型支座设计方法、应用Π型支座的支护方法和支护设计系统

权利要求书

1.一种Π型支座设计方法，其特征在于，Π型支座包括长条形的台座(5)和用于支撑台座(5)的两根支座桩(4)；所述设计方法包括以下步骤：

S11、设置斜撑角度θ和支撑力目标值F，定义设计参数集合{L_x,D,B,b,d,l}，其中L_x表示支座桩的高度，D表示支座桩的等效直径；B表示台座的长度，b表示台座的宽度，d表示台座的高度；两根支座桩沿着台座长度方向排列，l表示两根支座桩的轴心净距；A为支座桩的水平截面面积，π为圆周率；

S12、针对设计参数集合中的各参数选取不同的值，构建多个作为样本集的设计参数集合，任意两个样本集中至少有一个参数相异；

S13、根据以下公式(1)计算各样本集对应的支撑力预测值F_θ，获取最接近支撑力目标值F且大于F的F_θ作为支撑力设计值F_u，获取F_u对应的样本集作为目标参数集合，目标参数集合记作{L_x',D',B',b',d',l'}，其中L_x'表示支座桩高度，D’表示支座桩直径；B’表示台座的长度，b’表示台座宽度，d’表示台座高度，l’表示两根支座桩的轴心净距；

其中：α为角度相关系数，

ζ为面积相关系数，

S_u为土体不排水抗剪强度，通过原位试验获得；

A_f为Π型支座在水平方向上的有效投影面积，A_f＝η₁L_xD+η₂bd； (4)

η₁为尺寸相关系数，η₁＝0.28(l/D)^0.45； (5)

η₂为与台座后方土体松散程度相关的系数，在0～1区间上取值，η₂为经验值。

2.一种应用Π型支座的支护方法，其特征在于，根据上述权利要求1所述的Π型支座设计方法获取目标参数集合{L_x',D',B',b',d',l'}，并根据目标参数集合优化斜撑角度θ，优化方法包括以下步骤：

S21、确定支点处所需水平力V和支撑力设计值F_u；根据以下公式(6)(7)确定斜撑角度θ取值范围；

其中：α为角度相关系数，

ζ为面积相关系数，

S_u为土体不排水抗剪强度；

A_f为Π型支座在水平方向上的有效投影面积，A_f＝η₁L_x'D'+η₂b'd'； (4’)

η₁为尺寸相关系数，η₁＝0.28(l'/D')^0.45； (5’)

η₂为与台座后方土体松散程度相关的系数；

V表示支点处所需水平力，V为设计值；所述支点处为斜撑杆和围护结构的相交处；

S22、从公式(6)(7)确定的取值范围中选取角度值θ₀作为斜撑杆与水平方向夹角即斜撑角度目标值。

3.如权利要求2所述的应用Π型支座的支护方法，其特征在于，所述S21中η₂的取值与S13中η₂的取值一致。