基于桩基性状分析的沉降解析法

摘要

本发明涉及一种基于桩基性状分析的沉降解析法，其结合荷载传递法及剪切位移法，进行桩基性状分析，绘制荷载‑位移‑时间三维函数图，建立其定量关系，指导超载预压施工。本发明方法可提供荷载‑沉降‑时间之间的定量关系，在新老桥连接之前采用超载预压的方法加速新桥部分的固结过程，以降低新桥部分的后期沉降变形，缓解结构的附加应力，保障桥梁的正常使用及安全性能。

主权项

一种基于桩基性状分析的沉降解析法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据荷载传递法及剪切位移法建立微单元静力平衡方程如下：$EA\frac{{\partial }^2{s}_i}{\partial z^2}-c_{si}{C}_p\frac{\partial s_i}{\partial t}-k_{si}{C}_p{s}_i=0$其中：E为桩基杨氏模量，A为桩基截面积，i为土层层数，s_i为第i层的桩顶沉降位移，Z为桩基上任意一点所处的深度，C_si为第i层的土层粘性系数，C_p为桩基截面周长，t为时间，k_si为第i层的土层弹性系数；S2、根据土层的位移及力的连续性假定，求解出地面处位移阻抗函数，即：$Z\left(s\right)=-\frac{E_p{A}_p{\bar{\lambda }}_n}{L}tan({\bar{h}}_n{\bar{\lambda }}_n-{\beta }_n)$$tan\left({\beta }_n\right)=\frac{Z_{n-1}}{E_p{A}_p}\frac{L}{{\bar{\lambda }}_n}$其中：为拉普拉斯变换参数，为土层厚度与桩长比值，L为桩长；得到桩顶位移频率响应根据傅里叶变换性质，求得单位荷载位移响应，即：$s\left(t\right)=\frac{P}{2\pi }\underset{-\propto }{\overset{\propto }{\int }}\left(\frac{1}{i\omega }\right)F\left(i\omega \right)e^{i\omega t}d\omega +\frac{P}{2}F\left(0\right)$其中：P为桩顶荷载、F为桩顶位移频率响应，iω为复变量；S3、根据所述步骤S1和S2中的公式计算得到不同载荷值和时间下的沉降数据表。