地基极限承载力的测量方法
【专利摘要】本发明涉及一种地基极限承载力的测量方法，其属于岩土工程基础理论与应用领域。本发明针对人们难以正确认识极限承载与探测力之间的关系规律，难以正确测量实度和虚度两个新参数的不足，提供了一种地基极限承载力的新的计算公式并且针对公式中的各参数取得方法进行分析研究，使得地基极限承载力的测量更加理论化、系统化、公式化特点，可以结合自动化、程序化进行操作，充分发挥此发明的理论化、公式化等优势。
【专利说明】地基极限承载力的测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种地基极限承载力的测量方法，其属于岩土工程基础理论与应用领域。
【背景技术】
[0002]地基承载力与探测力之间的关系问题是经典力学和岩土力学中的最基本问题之一，能否正确认识地基承载力与探测力之间的关系是决定地基承载力探测、分析、计算科学性、准确可靠性的关键。
[0003]目前，探测、分析、计算地基承载力的方法仍然以如下几种方法为主:a、静力触探法:目前，国内外利用静力触探确定地基承载力的方法，在国内外，都是根据对比实验结果提出经验公式、进行计算、最后获得结果；b、载荷试验:利用载荷试验确定承载力的方法主要在应力-应变关系理论、强度理论基础上采用相对稳定法、快速法、等应变法获得P-S曲线、p-t曲线、对曲线进行分析、将比例极限、极限荷载作为承载能力值；C、标贯实验:这种方法通过测量规定重量的重锤自特定高度自由锤击地基，贯入深度达某一值时的锤击数，以评价该处地基土的性质及承载力；d、动探方法:动探类似于标贯方法，当地层不适宜做标贯试验时，使用动探方法确定地基的承载力和地层性质；e、室内力学实验:室内力学实验主要依据应力-应变关系理论和强度理论来研究岩、土层的性质和承载力以及其他物理力学指标。
[0004]以上探测、分析、计算方法需要投入大量人力、物力和财力，并且，其分析、计算方法都建立在应力-应变理论、强度理论、数理曲线分析、经验公式基础上，唯独不掌握探测力与承载力之间的直接关系规律、不能根据探测力、极限承载力之间的直接关系公式计算地层的性质和地层的承载力，使探测实验工作内容复杂化，使分析计算工作复杂化，而且使分析计算结果带有不确定性、不准确性。在分析计算工作中，涉及的不相关概念、参数繁多，分析研究工作繁杂。其中承载力确定的查表法非常简单，但往往与探测地层的实际承载能力值相差较远。
【发明内容】
[0005]本发明针对人们难以正确认识极限承载与探测力之间的关系规律，难以正确测量实度和虚度两个新参数的不足，提供一种地基极限承载力的测量方法。
[0006]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0007]—种地基极限承载力的测量方法，其特征在于:通过探测力、地层的实度和虚度之间的关系得出极限承载力的新公式为Fiw = — =嗔中，
SQ
[0008]Fmax表示极限承载力；
[0009]T表示探测条件下地层表现出来的实度性质特征值，简称为实度；
[0010]E表示探测条件下地层表现出来的虚度性质特征值，简称为虚度；[0011 ] F表示探测力；
[0012]s0表示探头与地层间的接触面积，即探测面积；
[0013]虚度与实度之和总是等于1，所以，虚度等于I减实度。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:基于极限承载力与探测力之间关系新理论，解决现有地基探测实验环节过多、计算方法、计算过程繁琐冗长或者人为因素扰动使结果出现片面性和局限性等问题；虽对探测技术水平和观测记录数据要求较高，但具有较高的精度；利用极限承载力与探测力之间关系新理论和新方法，适用于解决任何地基岩土层性质评价和承载力计算问题，不仅理论上较为合理，而且应用方法简便，分析计算方法具有多样性和宽泛性；本发明所述的方法具有理论化、系统化、公式化特点，可以结合自动化、程序化进行操作，充分发挥此发明的理论化、公式化等优势。无疑，这对基础理论科学、基础理论应用科学、岩土工程科学的发展与完善都有着重要意义。
[0015]在上述技术方案的基础上，本发明可以由下述情况进行测量。
[0016]1、静压探测条件下的探测方法，驱使探头在土层中运动的作用有重力和加载力，这两个力使探头产生重力加速度g和驱动加速度％两个加速度，而探头在土层中的实际运动加速度是at，根据这三个量可以直接求出地层的虚度和实度，SP
[0017]地层的虚度是
【权利要求】
1.一种地基极限承载力的测量方法，其特征在于:通过探测力、地层的实度和虚度之间的关系得出极限承载力的新公式为
2.根据权利要求1所述的地基极限承载力的测量方法，其特征在于:静压探测条件下，驱使探头在土层中运动的作用有重力和加载力，这两个力使探头产生重力加速度g和驱动加速度％两个加速度，而探头在土层中的实际运动加速度是at，根据这三个量可以直接求出地层的虚度和实度，即 地层的虚度是
3.根据权利要求2所述的地基极限承载力的测量方法，其特征在于:静压条件下的驱动加速度Stl的确定方法如下:
根据式 F = ma = m (a0+g) = (M+m) g,
4.根据权利要求1所述的地基极限承载力的测量方法，其特征在于:根据探测力、地层阻力、探杆受的合力而得出的关系式为
5.根据权利要求1所述的地基极限承载力的测量方法，其特征在于:动探条件下，设重锤自由下落的高度是h，探杆被打入地层的深度是X，冲击作用时间(也是地层的变形时间)是t，根据这些量直接求出地层的虚度和实度。计算步骤如下: 第一步，求应有量
6.根据权利要求1所述的地基极限承载力的测量方法，其特征在于:根据地层的实际标贯击数或任意冲击锤的击数、标准密实地层的击数和探测冲击力三个量引入如下计算公式
7.根据权利要求1所述的地基极限承载力的测量方法，其特征在于:用相同动力的回旋钻机或冲击钻机探测地层性质和承载力时，被探测地层被打I米深度所用的时间t与标准的密实岩层被打I米深度所用的时间h之比等于被探测地层的实度。即，被探测地层的实度是
【文档编号】E02D1/00GK104018482SQ201310012898
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年3月2日 优先权日:2013年3月2日
【发明者】王昌益, 田丽杰 申请人:王昌益