一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，包括以下步骤：绘制基础的荷载位移曲线；确定所述荷载位移曲线的极限承载力；确定基础变形允许值与基础承载力的变化关系；确定基础承载力。该方法通过对基础现场试验得到的荷载-位移曲线进行综合分析，使所设计基础更为安全合理。
【专利说明】一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及一种基础工程设计方法，具体讲涉及一种基于承载力和变形统一的输电线路基础工程设计方法。
【背景技术】:
[0002]输电线路基础工程设计中，基础承载力Tu是理论计算得到的，基础设计中所设计的基础承载力一般大于工程荷载，该设计方法单纯考虑基础承载力是否满足设计要求，而在实际工程中，在荷载作用下产生位移而导致的基础变形是不可忽视的，如果基础变形过大，不仅导致破坏结构，而且影响工程安全运行。
【发明内容】
:
[0003]为确保输电线路结构稳定和工程安全运行，本发明提出了一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，该方法通过对基础现场试验得到的荷载-位移曲线进行综合分析，使所设计基础更为安全合理。
[0004]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，包括以下步骤:
[0005]( I)绘制基础的荷载位移曲线；
[0006](2)确定所述荷 载位移曲线的极限承载力；
[0007](3)确定基础变形允许值与基础承载力的变化关系；
[0008](4)确定基础承载力。
[0009]本发明提供的一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，通过所述基础现场静载试验绘制所述步骤(1)中的荷载位移曲线。
[0010]本发明提供的一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，所述步骤(2)通过L1 一 L2步骤确定所述极限承载力。
[0011]本发明提供的另一优选的一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，所述L1 - L2步骤为:确定所述荷载位移曲线的初始弹性直线段OL1、弹塑性曲线过渡段L1L2和直线破坏段L2L3 ;其中所述直线破坏段的起点为L2，所述起点L2对应的竖向坐标值即为该荷载位移曲线确定的极限承载力ι2。
[0012]本发明提供的再一优选的一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，所述初始弹性直线段OL1为基础位移随荷载增加呈线性增加，土体应力呈弹性状态；所述弹塑性曲线过渡段L1L2为基础位移随荷载的增加呈非线性变化，位移变化速率大于初始弹性直线段，土体应力处于弹塑性状态；所述直线破坏段L2L3为基础位移随上拔荷载增加呈线性增加，其位移变化速率大于初始弹性直线段。
[0013]本发明提供的又一优选的一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，所述步骤(3)中的基础变形允许值s与基础承载力T的变化关系为:[。。14] T = ^sMJ"⑴
[0015]其中，Tu为基础理论承载力，Me为Tl2与Tu之比，a+bs为所述直线破坏段L2L3表达式，其中b其斜率、a为其截距。
[0016]本发明提供的又一优选的一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，所述基础理论承载力Tu通过现有基础承载力计算公式确定。
[0017]本发明提供的又一优选的一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，所述斜率b、截距a和IY2通过所述荷载位移曲线确定。
[0018]和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果
[0019]1、本发明提出的设计方法，使所设计基础同时满足承载力和变形要求，更能满足现有的基础设计需求；
[0020]2、本发明提出的设计方法确定的设计基础不会应基础变形超过要求而导致结构破坏，使所设计基础更为安全合理；
[0021]3、本发明通过该设计方法对所设计基础进行承载力计算，判断所设计基础是否同时满足承载力和变形要求，若满足则所设计基础合理，若不满足则需改变基础设计尺寸，最终使设计基础满足承载力和变形要求。
[0022]4、本发明的方法简单易操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明方法流程图；
[0024]图2为本发明的荷载位移曲线变化规律示意图；
[0025]图3为本发明的基础现场荷载位移曲线示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
[0027]实施例1:
[0028]如图1-3所示，本例的发明基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，包括以下步骤:
[0029]( I)通过基础现场静载试验得到荷载位移曲线；
[0030](2)通过L1 - L2步骤确定荷载位移曲线的极限承载力；
[0031]所述L1 - L2步骤为:所述荷载位移曲线均呈3阶段变化规律:初始弹性直线段OL1:荷载位移曲线近似直线，其基础位移随荷载增加呈线性增加，土体应力呈弹性状态；弹塑性曲线过渡段L1L2，其基础位移随荷载的增加呈非线性变化，位移变化速率明显大于初始弹性段，土体应力处于弹塑性状态；直线破坏段L2L3:其基础位移随上拔荷载增加而迅速增加，较小的荷载增量即产生较大的位移增量，`直线破坏段的起点L2对应的竖向坐标值IY2即为该荷载位移曲线判断的极限承载力。
[0032](3)通过归一化荷载一位移双曲线模型拟合基础实测荷载一位移关系曲线，所述双曲线模型方程如式:
【权利要求】
1.一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)绘制基础的荷载位移曲线； (2)确定所述荷载位移曲线的极限承载力； (3)确定基础变形允许值与基础承载力的变化关系； (4)确定基础承载力。
2.如权利要求1所述的一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，其特征在于:通过所述基础现场静载试验绘制所述步骤(1)中的荷载位移曲线。
3.如权利要求1所述的一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，其特征在于:所述步骤(2)通过L1 - L2步骤确定所述极限承载力。
4.如权利要求3所述的一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，其特征在于:所述L1 - L2步骤为:确定所述荷载位移曲线的初始弹性直线段OL1、弹塑性曲线过渡段L1L2和直线破坏段L2L3;其中所述直线破坏段的起点SL2，所述起点L2对应的竖向坐标值即为该荷载位移曲线确定的极限承载力Y2。
5.如权利要求4所述的一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，其特征在于:所述初始弹性直线段OL1为基础位移随荷载增加呈线性增加，土体应力呈弹性状态；所述弹塑性曲线过渡段L1L2为基础位移随荷载的增加呈非线性变化，位移变化速率大于初始弹性直线段，土体应力处于弹塑性状态；所述直线破坏段L2L3为基础位移随上拔荷载增加呈线性增加，其位移变化速率大于初始弹性直线段。
6.如权利要求5所述的一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，其特征在于:所述步骤(3)中的基础 变形允许值s与基础承载力T的变化关系为: T = -^M T11 α-?-bs(I) 其中，Tu为基础理论承载力，Me为Tl2与Tu之比，a+bs为所述直线破坏段L2L3表达式，其中b其斜率、a为其截距。
7.如权利要求6所述的一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，其特征在于:所述基础理论承载力Tu通过现有基础承载力计算公式确定。
8.如权利要求7所述的一种基于承载力和变形统一的基础工程设计方法，其特征在于:所述斜率b、截距a和IY2通过所述荷载位移曲线确定。
【文档编号】E02D27/42GK103628497SQ201310641582
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】鲁先龙, 苏荣臻, 童瑞铭, 郑卫锋 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院