[发明专利]一种定量分析桩的承载性状的方法

摘要

本发明公开了一种定量分析桩的承载性状的方法，依据构建的单桩竖向受压轴力简化模型建立端阻和摩阻对抗压极限承载力占比的表达式，引入特征线参量，得到用特征线参量和桩身压缩量表示的侧阻和端阻占比表达式。特征线参量由桩的已知参数得出，桩身压缩量可在Q‑S曲线上依照与特征线的相对关系进行拟合法或延长作图法，进而获得与桩顶荷载对应的桩身压缩量数值，将该压缩量数值代入公式计算或直接几何量测与特征线之间的距离，从而得到桩的摩阻和端阻对单桩抗压极限承载力占比的具体量值，实现了对桩的承载性状的定量分析。本发明的方法属于间接法确定桩的承载性状，实现桩的承载性状定量分析，且不增加试验成本，易于大范围推广。

主权项

1.一种定量分析桩的承载性状的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)构建简化的轴力模型构建如附图1、图2、图3所示的轴力模型；(2)根据轴力模型推导侧阻和端阻占比的表达式式中：Qu---极限承载力(kN)；Qp---与极限承载力对应的端阻力(kN)；Qs---与极限承载力对应的平均摩阻力(kN)；E---桩身弹性模量(MPa)；L---桩长(mm)；d---桩径(m)；A---桩横截面积(m2)；S0---桩身压缩量(mm)；组合(式1)、(式2)，整理后得到如下侧阻(式3)和端阻(式4)占比的表达式：(3)根据桩身轴力界限模型定义特征线参量依据承载性状中的界限型轴力模型，引出如下特征线参量：对于纯摩擦桩，端阻Qp＝0，桩顶沉降量S即桩身压缩量，S≤0.5L/(EA)*Q，定义Sc＝0.5L/(EA)*Q，称作特征线的侧阻线参量；对于纯端承桩，Q＝Qp，桩身压缩量＝L/(EA)*Q，定义Sd＝L/(EA)*Q，称作特征线的端阻线参量；对于中性桩，桩身压缩量＝0.75L/(EA)*Q，定义Sz＝0.75L/(EA)*Q，称作特征线的中性线参量；(4)将特征线参量引入步骤(2)中侧阻和端阻占比表达式，得到特征线法分析桩的承载性状的理论公式，桩端阻和侧阻占比表达式如下：(5)确定桩承载性状①分别构造以Sc、Sd、Sz为函数以Q为自变量的三条线性特征线，即：摩阻线参量Sc：斜率为0.5L/(EA)端阻线参量Sd：斜率为L/(EA)中性线参量Sz：斜率为0.75L/(EA)②绘制桩身压缩量s0曲线③桩的承载性状的确定如果S0-Q线在摩阻线Sc之上，属界限型摩擦桩，即纯摩擦桩；如果S0-Q线位于摩阻线Sc和中性线Sz之间，属过渡型的端承摩擦桩，Qs/Qu＝(Sd-S0)/(Sd-Sc)如果S0-Q线位于端阻线Sd和中性线Sz之间，属过渡型的摩擦端承桩，Qp/Qu＝(S0-Sc)/(Sd-Sc)如果在极限承载力时S0-Q线交于端承线Sd，属界限型端承桩即纯端承桩。