[发明专利]一种复合受荷吸力式基础的水平极限承载力计算方法

权利要求书

1.一种复合受荷吸力式基础的水平极限承载力计算方法，其特征在于，该计算方法包括以下步骤：

（1）获得吸力式基础的基础参数和土体参数，所述基础参数包括长度、直径、顶盖厚度、侧壁厚度、密度，所述土体参数包括有效单位重度、内摩擦角，获得吸力式基础-土体摩擦系数；

（2）获得已知的吸力式基础外部载荷的复合荷载参数，所述的复合荷载参数包括竖向载荷、水平载荷和弯矩；

（3）基于曲线方法，计算吸力式基础的单位长度水平土抗力；

土体为砂土的情况下，计算吸力式基础的单位长度水平土抗力具体为：

（31）根据曲线方法，确定砂土的水平向土抗力系数、；

（32）计算吸力式基础的单位长度水平土抗力的公式为：

；

其中，为直径，为土体深度，为有效单位重度；

土体为黏土的情况下，计算吸力式基础的单位长度水平土抗力具体为：

；

其中，为常量，为黏土的不排水抗剪强度；

（4）根据步骤（1）-（3）中的所述基础参数、土体参数、复合荷载参数以及单位长度水平土抗力，计算吸力式基础的承受的其他抗力；

（5）根据吸力式基础的承受的抗力，建立竖向力、水平力和弯矩平衡方程，计算某一转动中心深度处的吸力式基础的水平极限承载力和极限弯矩；

竖向力、水平力和弯矩平衡方程具体为：

由竖向力平衡建立吸力式基础竖向力的平衡方程：

；

其中，为内部土体的浮重，为前侧的水平向土抗力产生的前侧竖向摩擦力，为后侧的水平向土抗力产生的后侧竖向摩擦力，为底部承受的竖向反力；

由水平力平衡建立吸力式基础水平力的平衡方程：

；

其中，为前侧的水平向土抗力，为后侧的水平向土抗力，为底部的水平向摩擦力；

由顶面中心弯矩平衡建立吸力式基础顶面中心点处弯矩的平衡方程：

；

其中，为前侧水平向土抗力相对于基础顶部中心点的第一弯矩，为后侧的水平土抗力相对于基础顶部中心点的第二弯矩，为前侧竖向摩擦力相对于基础顶部中心点的第三弯矩，为竖向摩擦力相对于基础顶部中心点的第四弯矩，为水平向摩擦力相对于基础顶部中心点的第五弯矩，为竖向反力相对于基础顶部中心点的第六弯矩；

土体为砂土的情况下，根据基础竖向力、水平力的平衡方程，计算吸力式基础的水平极限承载力具体为：

；

其中，为水密度，为吸力式基础的转动中心深度；

根据基础顶面中心处弯矩的平衡方程，极限弯矩具体为：

；

土体为黏土的情况下，根据基础竖向力、水平力的平衡方程，吸力式基础的水平极限承载力具体为：

；

根据基础顶面中心处弯矩的平衡方程，极限弯矩具体为：

；

（6）获得多个转动中心深度处的水平极限承载力和极限弯矩，根据所述水平极限承载力和极限弯矩拟合绘制包络线，得到第一线性表达式；

（7）计算水平荷载偏心距，根据所述水平荷载偏心距得到第二线性表达式；

（8）对第一线性表达式和第二线性表达式联立求解，得到吸力式基础的水平极限承载力、极限弯矩；

（9）计算吸力式基础的安全系数。

2.根据权利要求1所述的一种复合受荷吸力式基础的水平极限承载力计算方法，其特征在于，所述步骤（6）中，所述转动中心深度，其中，为转动中心的深度系数，，根据深度系数的不同取值，以获得多个转动中心深度处的水平极限承载力和极限弯矩。

3.根据权利要求1所述的一种复合受荷吸力式基础的水平极限承载力计算方法，其特征在于，水平荷载偏心距具体为：

。

4.根据权利要求1所述的一种复合受荷吸力式基础的水平极限承载力计算方法，其特征在于，所述步骤（9）中，计算吸力式基础的安全系数具体为：

；

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