專利名稱：寒區(qū)單樁經(jīng)驗流變預(yù)報方程的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及寒區(qū)凍土立樁領(lǐng)域，具體地，涉及一種在寒區(qū)凍土上構(gòu)筑物樁基礎(chǔ)單樁設(shè)計中單樁流變預(yù)報方程的確定方法。
背景技術(shù)：
中國是繼俄羅斯、加拿大之后的世界第三大凍土國，凍土面積約占國土面積的75%。而青藏高原是世界上多年凍土分布面積最大，海拔高度最高的高原多年凍土區(qū)。凍土富含冰晶，在外界壓力和溫度荷載作用下，固體顆粒接觸點處發(fā)生應(yīng)力集中，一方面導(dǎo)致冰的粘塑性流動，另一方面使冰融化，水分遷移，這些特性決定了凍土是一種流變特性明顯的材料介質(zhì)。凍土的流變性會直接影響到樁的力學(xué)特性。凍土的變形與應(yīng)力隨時間變化而變化，其結(jié)果會導(dǎo)致樁的位移與應(yīng)力隨時間而改變，所以在樁基分析中考慮地基土的流變特性是安全、合理設(shè)計樁基的必然要求。寒區(qū)凍土樁基承載力是樁基設(shè)計中的關(guān)鍵參數(shù)，其計算必須考慮樁基的流變特性。目前寒區(qū)單樁的流變效應(yīng)主要通過試驗測量，需要長時間的試驗和采集數(shù)據(jù)，給樁基設(shè)計的帶來大量繁瑣的工作，使其設(shè)計過程比較復(fù)雜，從而增加成本。沒有統(tǒng)一的理論公式描述預(yù)測單樁的流變效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種寒區(qū)單樁經(jīng)驗流變預(yù)報方程的確定方法，以提供統(tǒng)一的理論公式描述、預(yù)測單樁的流變效應(yīng)，實現(xiàn)簡化凍土樁基設(shè)計過程、降低設(shè)計成本的優(yōu)點。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種寒區(qū)單樁經(jīng)驗流變預(yù)報方程的確定方法，包括如下步驟
采集樁基施工區(qū)域樁基土壤樣本的含水量和地溫數(shù)據(jù)；
根據(jù)上述土壤樣本的含水量和地溫數(shù)據(jù)和樁身材料，在試驗數(shù)據(jù)回歸分析得到的經(jīng)驗流變預(yù)報方程系數(shù)列表中查找對應(yīng)的流變預(yù)報方程的系數(shù)；
根據(jù)上述流變預(yù)報方程的系數(shù)確定寒區(qū)單樁經(jīng)驗流變預(yù)報方程。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，上述經(jīng)驗流變預(yù)報方程中，
包括單樁樁頂位移經(jīng)驗流變方程w其中表示單樁樁頂位移；
嫌啤-7Ii+ 7HaeWagi
%、％和錳是流變預(yù)報方程系數(shù)，由實驗數(shù)據(jù)擬合得到；<T表示樁頂荷載；t表示時間。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，上述經(jīng)驗流變預(yù)報方程中，
包括單樁樁端下沉量經(jīng)驗流變方程+ i ,其中表示單樁樁端下沉量和&是流變預(yù)報方程系數(shù)，由實驗數(shù)據(jù)擬合得到，o■表示樁頂荷載表示時間。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，上述經(jīng)驗流變預(yù)報方程中，
包括樁端阻應(yīng)力經(jīng)驗流變方
權(quán)利要求
1.一種寒區(qū)單樁經(jīng)驗流變預(yù)報方程的確定方法，其特征在于，包括如下步驟 采集樁基施工區(qū)域樁基土壤樣本的含水量和地溫數(shù)據(jù)； 根據(jù)上述土壤樣本的含水量和地溫數(shù)據(jù)和樁身材料，在試驗數(shù)據(jù)回歸分析得到的經(jīng)驗流變預(yù)報方程系數(shù)列表中查找對應(yīng)的流變預(yù)報方程的系數(shù)； 根據(jù)上述流變預(yù)報方程的系數(shù)確定寒區(qū)單樁經(jīng)驗流變預(yù)報方程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寒區(qū)單樁經(jīng)驗流變預(yù)報方程的確定方法，其特征在于，上述經(jīng)驗流變預(yù)報方程中，包括單樁樁頂位移經(jīng)驗流變方程
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寒區(qū)單樁流變預(yù)報方程的確定方法，其特征在于，上述經(jīng)驗流變預(yù)報方程中，包括單樁樁端下沉量經(jīng)驗流變方程
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寒區(qū)單樁流變預(yù)報方程的確定方法，其特征在于，上述經(jīng)驗流變預(yù)報方程中，包括樁端阻應(yīng)力經(jīng)驗流變方程
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的寒區(qū)單樁流變預(yù)報方程的確定方法，其特征在于，上述經(jīng)驗流變預(yù)報方程中， 包括樁側(cè)凍結(jié)應(yīng)力均值的流變預(yù)報方程
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5任何一項所述的寒區(qū)單樁流變預(yù)報方程的確定方法，其特征在于，利用凍土樁基的模型試驗確定上述經(jīng)驗流變預(yù)報方程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的寒區(qū)單樁流變預(yù)報方程的確定方法，其特征在于，上述模型試驗中試驗數(shù)據(jù)的處理使用非線性回歸方法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種寒區(qū)單樁經(jīng)驗流變預(yù)報方程的確定方法，包括如下步驟采集樁基施工區(qū)域土壤樣本的含水量和地溫數(shù)據(jù)；根據(jù)上述土壤樣本的含水量、地溫數(shù)據(jù)和樁身材料，在試驗數(shù)據(jù)回歸分析得到的經(jīng)驗流變預(yù)報方程系數(shù)列表中查找對應(yīng)的流變預(yù)報方程的系數(shù)；根據(jù)上述流變預(yù)報方程的系數(shù)確定寒區(qū)單樁經(jīng)驗流變預(yù)報方程。通過對單樁樁頂位移、樁端位移和樁端阻應(yīng)力實測數(shù)據(jù)的非線性擬合和力的平衡原理，得出單樁樁頂位移、樁端位移、樁端阻應(yīng)力和樁側(cè)平均凍結(jié)應(yīng)力流變方程的統(tǒng)一描述形式、實現(xiàn)了對單樁流變效應(yīng)的預(yù)測，達(dá)到了簡化凍土樁基設(shè)計過程、降低設(shè)計成本的目的。
文檔編號E02D33/00GK102660967SQ20121012642
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者吳亞平, 孫建忠, 段志東, 舒春生 申請人:蘭州交通大學(xué)