強(qiáng)夯后地基極限承載力的確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及巖±工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種強(qiáng)巧后地基極限承載力的確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 公知的：強(qiáng)巧法加固地基巧擊能量大、影響深度大，同時(shí)具有工藝簡(jiǎn)單、效果顯著、 設(shè)備簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉、質(zhì)量控制容易、適用±層范圍廣、施工周期短等突出優(yōu)點(diǎn)，具有較大的 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，因此在工程實(shí)踐中有著重要而廣泛的應(yīng)用?！豆仿坊O(shè)計(jì)規(guī)范》 (JTG D30-2015)將強(qiáng)巧作為一種重要的處理地基的工程技術(shù)，合理、高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行強(qiáng)巧 地基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)對(duì)保證路堤填筑質(zhì)量、提高強(qiáng)巧施工效率具有重要意義。地基承載力是 指地基±單位面積上所能承受荷載的能力，地基承載力可W分為極限承載力和容許承載力 兩種，通常把地基溯臨失穩(wěn)時(shí)地基±單位面積上的所承受的最大荷載稱(chēng)為地基極限承載力 Pu,地基容許承載力實(shí)質(zhì)則是地基承載力特征值fak?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范KGB 50007- 2011) 、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范KJGJ 79-2012)均規(guī)定強(qiáng)巧地基承載力特征值fak是評(píng)價(jià)強(qiáng) 巧地基處治效果的重要指標(biāo)，即通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)得到地基±壓力變形曲線從而得到地 基極限承載力Pu,再由地基極限承載力Pu除W-定的安全系數(shù)即可得到地基承載力特征值 fak。因此準(zhǔn)確測(cè)試地基極限承載力Pu具有重要的工程意義。
[0003] 目前《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范KJGJ 79-2012)規(guī)定的測(cè)定地基極限承載力Pu的試 驗(yàn)方法，其作法是：平整測(cè)試場(chǎng)地平面、安置基準(zhǔn)梁及加荷平臺(tái)支點(diǎn)后，對(duì)測(cè)試壓板面上開(kāi) 始不少于8級(jí)的加載，并按照一定時(shí)間間隔測(cè)讀沉降，當(dāng)在連續(xù)化內(nèi)每小時(shí)沉降小于0.1mm 時(shí)，則認(rèn)為已趨穩(wěn)定，可進(jìn)行下一級(jí)加載，當(dāng)滿足下列=種情況之一時(shí)，即可終止加載，對(duì)應(yīng) 的前一級(jí)荷載為極限荷載:1)承壓板周?chē)荔w明顯地側(cè)向擠出，2)沉降S急劇增大，壓力-沉 降曲線出現(xiàn)睹降段;3)在某級(jí)荷載下，24h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。
[0004] 現(xiàn)行《工程地質(zhì)手冊(cè)》(第=版)總結(jié)了兩種傳統(tǒng)的確定極限荷載的方法：
[0005] 1)當(dāng)載荷試驗(yàn)加荷至破壞荷載，則取破壞荷載的前一級(jí)荷載為極限荷載Pu;
[0006] 2)如圖1所示，當(dāng)試驗(yàn)未做到破壞荷載，則可用外插作圖法確定其極限荷載，作圖 步驟如下：Wp-S曲線大彎段的起點(diǎn)Bo到終點(diǎn)B間為作圖段，分別自Bo和B點(diǎn)作平行于P軸的平 行線，交S軸得到Ao和A;等分AoA線段，得到Ai、A2. . .As點(diǎn)，自Ai、A2. . .As點(diǎn)作平行于P軸的平行 線，交P-S曲線得到Bi、B2. . .Bs;自B〇、Bi. . .B各點(diǎn)作平行于S軸的平行線，交P軸得到Co、 Cl. . .C各點(diǎn)，從運(yùn)些點(diǎn)分別作P軸正方向呈45°的斜線，延長(zhǎng)BiCi、B2C2. . .BC，分別在對(duì)應(yīng)的 45°斜線上得交點(diǎn)化、D2. . .Ds，過(guò)點(diǎn)化、D2...化各點(diǎn)連一直線并與P軸相交，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓力 值即為極限荷載。
[0007] 綜合現(xiàn)有的方法，地基極限荷載是通過(guò)地基靜載荷試驗(yàn)測(cè)得的荷載-沉降曲線即 P-S曲線獲得的，一種確定方法是直接做到破壞荷載，但是存在試驗(yàn)成本高、周期長(zhǎng)、破壞標(biāo) 準(zhǔn)因人而異、效率低，對(duì)工程擾動(dòng)大等問(wèn)題，同時(shí)按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范KJGJ 79- 2012) 的規(guī)定，有時(shí)候會(huì)遇到雖然達(dá)到了終止試驗(yàn)的條件，但地基±壓力變形曲線P-S曲線 并沒(méi)出現(xiàn)睹降段，另一種地基極限荷載的確定方法是如《工程地質(zhì)手冊(cè)》(第=版)推薦的作 圖法，即通過(guò)P-S曲線經(jīng)過(guò)作圖技巧得到地基極限荷載，雖然避免了直接加載到破壞荷載的 弊端，但是存在作圖技術(shù)復(fù)雜、效率低、精度不高等問(wèn)題。運(yùn)些問(wèn)題造成了試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)、試 驗(yàn)效率低下的現(xiàn)象，需要等待檢測(cè)試驗(yàn)完成且地基承載力指標(biāo)合格后方可進(jìn)行后續(xù)的施 工，停工等待時(shí)間較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了工程進(jìn)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種強(qiáng)巧后地基極限承載力的確定方法，該方 法操作方便、所需確定極限承載力的時(shí)間短，同時(shí)能夠提高極限承載力的精度;能夠有效估 算強(qiáng)巧處治后地基的極限承載力，保證路堤填筑質(zhì)量的準(zhǔn)確判定。
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：強(qiáng)巧后地基極限承載力的確定方 法，依次包括W下步驟：
[0010] A、進(jìn)行地基靜載荷試驗(yàn)得到S-P曲線；
[0011]按照地基靜載荷的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在地基上施加不同的荷載P，得到在不同的荷載P下， 對(duì)應(yīng)的地基沉降S;然后根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到W沉降S作為自變量，荷載P為因變量的S-P曲 線；
[0012] B、根據(jù)步驟A中得到的S-P曲線確定地基極限承載力Pu;
[0013] 將步驟A中得到的S-P曲線用函數(shù)
-回歸擬合，得到的擬合參數(shù)值a，b 和Poo;其中：a、b、Poo為擬合參數(shù)，PO為S = 0時(shí)函數(shù)
.自由擬合得到的函數(shù)值;S 為沉降，單位mm，p為荷載，單位kPa;得到的擬合參數(shù)值Poo為強(qiáng)巧后地基的極限承載力Pu,即 Pu - pc〇〇
[0014] 具體的，在步驟A中，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到W沉降S作為自變量，荷載P為因變量的S-P 曲線包括W下步驟：
[0015] 根據(jù)得到的在不同的荷載P下，對(duì)應(yīng)的地基沉降S;然后W荷載P為橫軸，沉降S為縱 軸建立坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系中繪制不同荷載P及其對(duì)應(yīng)沉降S在坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)；通過(guò)平滑 曲線將各點(diǎn)進(jìn)行連接，得到W沉降S作為自變量，荷載P為因變量的S-P曲線。
[0016] 具體的，在步驟A中，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到W沉降S作為自變量，荷載P為因變量的S-P曲線包括W下步驟：
[0017] 1)在得到不同的荷載P下，對(duì)應(yīng)的地基沉降S后，W荷載P為橫軸，沉降S為縱軸建立 坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系中繪制不同荷載P及其對(duì)應(yīng)沉降S在坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)；并用平滑曲線將 各點(diǎn)進(jìn)行連接，得到P-S曲線；
[0018] 2)調(diào)換步驟1)中坐標(biāo)系的縱軸和橫軸，使得縱軸為荷載P，橫軸為沉降S，得到新的 坐標(biāo)系；然后選取步驟A中P-S曲線上的點(diǎn)（p、s)變化縱軸和橫軸后得到（s、p)，在新的坐標(biāo) 系中重新描點(diǎn)（s、p);描點(diǎn)完成后用平滑曲線將各個(gè)點(diǎn)順次連接，得到S-P曲線。
[0019] 具體的，步驟B中S-P曲線用函數(shù)
-按照最小二乘法回歸擬合。
[0020] 進(jìn)一步的，在步驟B中最小^乘法義用Matlab計(jì)算。
[0021] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所述的強(qiáng)巧后地基極限承載力的確定方法，通過(guò)在 地基靜載荷的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的條件下，得到地基荷載P和沉降S之間的S-P曲線。然后S-P曲通過(guò) 函數(shù)線
擬合，從而得到擬合參數(shù)a、b、p〇〇,其中擬合參數(shù)值Poo為強(qiáng)巧后地基的 極限承載力Pu,即Pu = Pood因此本發(fā)明所述的強(qiáng)巧后地基極限承載力的確定方法，通過(guò)繪制 S-P曲線，并且對(duì)S-P曲線進(jìn)行擬合的方式確定地基的極限承載力Pu。因此本發(fā)明所述的強(qiáng) 巧后地基極限承載力的確定方法，具有W下有益效果：
[0022] -、試驗(yàn)操作方便，無(wú)需將地基靜載荷試驗(yàn)做到破壞荷載。運(yùn)大大節(jié)省了試驗(yàn)成 本，降低了對(duì)工程的干擾，操作簡(jiǎn)單、易于實(shí)施。
[0023] 二、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理操作簡(jiǎn)單并具有較高的試驗(yàn)精度。本發(fā)明通過(guò)得到S-P曲線，然 后通過(guò)的函數(shù)
擬合S-P曲線，得到函數(shù)的擬合參數(shù)值，即可確定地基極限承 載力，該方法操作簡(jiǎn)單，能夠提高確定極限承載荷載的精度，進(jìn)一步保證強(qiáng)巧路堤填筑質(zhì)量 的準(zhǔn)確判斷。
[0024] =、所需試驗(yàn)時(shí)間短，試驗(yàn)效率高。由于無(wú)需做到破壞荷載，同時(shí)采用數(shù)理化工具 處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，避免了繪圖法繁瑣的作圖步驟，運(yùn)大大減小了強(qiáng)巧施工中的停工等待時(shí)間， 加快了工程進(jìn)度。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1是傳統(tǒng)方法中外插作圖法確定其極限荷載的示意圖；
[0026] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范KJGJ 79-2012)對(duì)強(qiáng)巧處治 后試驗(yàn)工點(diǎn)一進(jìn)行地基靜載荷試驗(yàn)得到的常規(guī)荷載-沉降曲線即P-S曲線；
[0027] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中由圖帥P-S曲線進(jìn)行縱橫軸調(diào)換，得到S-P曲線，并用函數(shù)
擬合得到的關(guān)系曲線；
[002引圖4是本發(fā)明實(shí)施例中按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范KJGJ 79-2012)對(duì)強(qiáng)巧處治 后試驗(yàn)工點(diǎn)二進(jìn)行地基靜載荷試驗(yàn)得到的常規(guī)荷載-沉降曲線即P-S曲線；
[0029] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例中由圖4中P-S曲線進(jìn)行縱橫軸調(diào)換，得到S-P曲線，并用函數(shù)
擬合得到的關(guān)系曲線；
[0030] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例中按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范KJ