地基極限承載力的測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種地基極限承載力的測量方法，其屬于巖土工程基礎理論與應用領域。本發(fā)明針對人們難以正確認識極限承載與探測力之間的關系規(guī)律，難以正確測量實度和虛度兩個新參數(shù)的不足，提供了一種地基極限承載力的新的計算公式并且針對公式中的各參數(shù)取得方法進行分析研究，使得地基極限承載力的測量更加理論化、系統(tǒng)化、公式化特點，可以結合自動化、程序化進行操作，充分發(fā)揮此發(fā)明的理論化、公式化等優(yōu)勢。
【專利說明】地基極限承載力的測量方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地基極限承載力的測量方法，其屬于巖土工程基礎理論與應用領域。
【背景技術】
[0002]地基承載力與探測力之間的關系問題是經(jīng)典力學和巖土力學中的最基本問題之一，能否正確認識地基承載力與探測力之間的關系是決定地基承載力探測、分析、計算科學性、準確可靠性的關鍵。
[0003]目前，探測、分析、計算地基承載力的方法仍然以如下幾種方法為主:a、靜力觸探法:目前，國內(nèi)外利用靜力觸探確定地基承載力的方法，在國內(nèi)外，都是根據(jù)對比實驗結果提出經(jīng)驗公式、進行計算、最后獲得結果；b、載荷試驗:利用載荷試驗確定承載力的方法主要在應力-應變關系理論、強度理論基礎上采用相對穩(wěn)定法、快速法、等應變法獲得P-S曲線、p-t曲線、對曲線進行分析、將比例極限、極限荷載作為承載能力值；C、標貫實驗:這種方法通過測量規(guī)定重量的重錘自特定高度自由錘擊地基，貫入深度達某一值時的錘擊數(shù)，以評價該處地基土的性質(zhì)及承載力；d、動探方法:動探類似于標貫方法，當?shù)貙硬贿m宜做標貫試驗時，使用動探方法確定地基的承載力和地層性質(zhì)；e、室內(nèi)力學實驗:室內(nèi)力學實驗主要依據(jù)應力-應變關系理論和強度理論來研究巖、土層的性質(zhì)和承載力以及其他物理力學指標。
[0004]以上探測、分析、計算方法需要投入大量人力、物力和財力，并且，其分析、計算方法都建立在應力-應變理論、強度理論、數(shù)理曲線分析、經(jīng)驗公式基礎上，唯獨不掌握探測力與承載力之間的直接關系規(guī)律、不能根據(jù)探測力、極限承載力之間的直接關系公式計算地層的性質(zhì)和地層的承載力，使探測實驗工作內(nèi)容復雜化，使分析計算工作復雜化，而且使分析計算結果帶有不確定性、不準確性。在分析計算工作中，涉及的不相關概念、參數(shù)繁多，分析研究工作繁雜。其中承載力確定的查表法非常簡單，但往往與探測地層的實際承載能力值相差較遠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對人們難以正確認識極限承載與探測力之間的關系規(guī)律，難以正確測量實度和虛度兩個新參數(shù)的不足，提供一種地基極限承載力的測量方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下:
[0007]—種地基極限承載力的測量方法，其特征在于:通過探測力、地層的實度和虛度之間的關系得出極限承載力的新公式為Fiw = — =嗔中，
SQ
[0008]Fmax表示極限承載力；
[0009]T表示探測條件下地層表現(xiàn)出來的實度性質(zhì)特征值，簡稱為實度；
[0010]E表示探測條件下地層表現(xiàn)出來的虛度性質(zhì)特征值，簡稱為虛度；[0011 ] F表示探測力；
[0012]s0表示探頭與地層間的接觸面積，即探測面積；
[0013]虛度與實度之和總是等于1，所以，虛度等于I減實度。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:基于極限承載力與探測力之間關系新理論，解決現(xiàn)有地基探測實驗環(huán)節(jié)過多、計算方法、計算過程繁瑣冗長或者人為因素擾動使結果出現(xiàn)片面性和局限性等問題；雖對探測技術水平和觀測記錄數(shù)據(jù)要求較高，但具有較高的精度；利用極限承載力與探測力之間關系新理論和新方法，適用于解決任何地基巖土層性質(zhì)評價和承載力計算問題，不僅理論上較為合理，而且應用方法簡便，分析計算方法具有多樣性和寬泛性；本發(fā)明所述的方法具有理論化、系統(tǒng)化、公式化特點，可以結合自動化、程序化進行操作，充分發(fā)揮此發(fā)明的理論化、公式化等優(yōu)勢。無疑，這對基礎理論科學、基礎理論應用科學、巖土工程科學的發(fā)展與完善都有著重要意義。
[0015]在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明可以由下述情況進行測量。
[0016]1、靜壓探測條件下的探測方法，驅(qū)使探頭在土層中運動的作用有重力和加載力，這兩個力使探頭產(chǎn)生重力加速度g和驅(qū)動加速度％兩個加速度，而探頭在土層中的實際運動加速度是at，根據(jù)這三個量可以直接求出地層的虛度和實度，SP
[0017]地層的虛度是
【權利要求】
1.一種地基極限承載力的測量方法，其特征在于:通過探測力、地層的實度和虛度之間的關系得出極限承載力的新公式為
2.根據(jù)權利要求1所述的地基極限承載力的測量方法，其特征在于:靜壓探測條件下，驅(qū)使探頭在土層中運動的作用有重力和加載力，這兩個力使探頭產(chǎn)生重力加速度g和驅(qū)動加速度％兩個加速度，而探頭在土層中的實際運動加速度是at，根據(jù)這三個量可以直接求出地層的虛度和實度，即 地層的虛度是
3.根據(jù)權利要求2所述的地基極限承載力的測量方法，其特征在于:靜壓條件下的驅(qū)動加速度Stl的確定方法如下:
根據(jù)式 F = ma = m (a0+g) = (M+m) g,
4.根據(jù)權利要求1所述的地基極限承載力的測量方法，其特征在于:根據(jù)探測力、地層阻力、探桿受的合力而得出的關系式為
5.根據(jù)權利要求1所述的地基極限承載力的測量方法，其特征在于:動探條件下，設重錘自由下落的高度是h，探桿被打入地層的深度是X，沖擊作用時間(也是地層的變形時間)是t，根據(jù)這些量直接求出地層的虛度和實度。計算步驟如下: 第一步，求應有量
6.根據(jù)權利要求1所述的地基極限承載力的測量方法，其特征在于:根據(jù)地層的實際標貫擊數(shù)或任意沖擊錘的擊數(shù)、標準密實地層的擊數(shù)和探測沖擊力三個量引入如下計算公式
7.根據(jù)權利要求1所述的地基極限承載力的測量方法，其特征在于:用相同動力的回旋鉆機或沖擊鉆機探測地層性質(zhì)和承載力時，被探測地層被打I米深度所用的時間t與標準的密實巖層被打I米深度所用的時間h之比等于被探測地層的實度。即，被探測地層的實度是
【文檔編號】E02D1/00GK104018482SQ201310012898
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年3月2日 優(yōu)先權日:2013年3月2日
【發(fā)明者】王昌益, 田麗杰 申請人:王昌益