[发明专利]桩土相互作用及桩端土本构模型和模型参数确定方法

摘要

本发明提出了桩土相互作用及桩端土本构模型，并发明了该模型的参数确定方法；对基桩计算提出了力法和位移法。桩身本构模型采用现行线性或弹塑性模型，采用本发明提出的模型可以模拟在粘土区增加桩长桩顶承载力提高不大和各种地质条件下基桩的承载力特征，确定桩身断裂位置和优化基桩设计等各种特征，有利于设计、施工等的发展。

主权项

桩土相互作用及桩端土本构模型，其特征在于模型方程为：τ＝Gγ[1+γm/S]ρ，T＝GΛ[1+Λm/S]ρ  (1)式中，τ,γ,T,Λ分别为剪应力和应变和压力和位移，G为剪切或弹性模量，S、m、ρ为在不同桩周法向压应力下的常系数，τ、G为剪切模量时的单位为MPa或kPa或Pa，T的单位为kN，Λ的单位为m或cm或mm，G为弹性模量时的单位为kN/m或kN/cm或kN/mm，S、m、ρ为无量纲参数，且‑1＜ρ≤0和1+mρ≠0；临界应变空间满足如下关系式：S+(1+mρ)γmpeak＝0  (2)式中，γpeak为峰值应力对应的应变；临界应力空间τpeak采用摩尔库伦准则：τpeak＝C+σntanφ  (3)式中，C为凝聚力，σn为桩周法向压应力，C和σn的单位为MPa或kPa或Pa，φ为滑面摩擦角；临界应变假设仅相关于桩周法向压应力，临界应变γpeak可采用如下关系式：(γpeak/a3)2+((σn‑a2)/a1)2＝1   (4)式中，a1,a2,a3为常系数，a1,a2单位为MPa或kPa或Pa，a3为无量纲系数；参数ρ按如下式加以计算：式中ρ0为桩周法向压应力σn为零值的ρ值，为试验时的桩周法向压应力，ρc为σn等于σnc时的ρ值，为常系数；的单位为MPa或kPa或Pa；该关系式可由不同的法向压力试验曲线而获得。