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基桩地基模型分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、建立被测桩(3)—土相关作用的离散弹簧支撑模型；设地基为任意分层构造，所述被测桩(3)为非嵌岩桩体，将其分割成若干小段，即<img file="2013101352075100001dest_path_image002.GIF" wi="12" he="15" />、<img file="2013101352075100001dest_path_image004.GIF" wi="13" he="15" />…<img file="2013101352075100001dest_path_image006.GIF" wi="14" he="15" />桩段，根据线弹性地基反力数学模型公式：<img file="2013101352075100001dest_path_image008.GIF" wi="82" he="20" />式中：<i>k</i>是地基系数，<i>x</i>是被测桩(3)在地面或局部冲刷线以下的计算深度，<i>m</i>是地基系数的比例系数，<i>b<sub>0</sub></i>是被测桩(3)桩身计算宽度，<img file="2013101352075100001dest_path_image010.GIF" wi="10" he="8" />是反映地基反力随深度变化的指数；计算被测桩(3)各段节点处的地基系数，使其符合对该层地基模型的分布规律假设；将被测桩(3)各段桩侧土的地基系数<i>k</i>简化为成两组弹簧刚度系数呈三角形分布规律的小弹簧群，对桩段<img file="2013101352075100001dest_path_image012.GIF" wi="11" he="15" />，将被测桩(3)桩侧土反力简化为桩段两端集中弹簧力，设<img file="2013101352075100001dest_path_image014.GIF" wi="24" he="19" />和<img file="dest_path_image016.GIF" wi="17" he="19" />分别为两端弹簧刚度系数，其中地基系数<img file="dest_path_image018.GIF" wi="8" he="11" />和弹簧刚度系数<img file="dest_path_image020.GIF" wi="12" he="11" />的上角标表示桩段号，下角标表示桩端号；根据力矩平衡原理可得<img file="dest_path_image012a.GIF" wi="11" he="15" />桩段<img file="dest_path_image022.GIF" wi="25" he="11" />端集中弹簧力简化公式：<img file="dest_path_image024.GIF" wi="311" he="50" />同理可得<img file="dest_path_image012aa.GIF" wi="11" he="15" />桩段<img file="dest_path_image026.GIF" wi="4" he="11" />端集中弹簧力简化公式：<img file="dest_path_image028.GIF" wi="301" he="52" />步骤二、根据所述离散弹簧支撑模型，建立所述被测桩(3)—土相关作用的内力和变形方程；由所述步骤一中两个弹簧力简化公式，可将<i>i</i>‑1、<i>i</i>点弹簧点内侧桩段所述变形及内力方程改写成：<img file="dest_path_image030.GIF" wi="269" he="16" /><img file="dest_path_image032.GIF" wi="269" he="16" /><img file="dest_path_image034.GIF" wi="271" he="17" /><img file="dest_path_image036.GIF" wi="278" he="15" />式中，<i>y</i>为桩身挠曲水平位移、<i>θ</i>为转角、M为弯矩、Q为剪力，<img file="dest_path_image038.GIF" wi="21" he="15" />至<img file="dest_path_image040.GIF" wi="25" he="14" />共16个系数是与被测桩(3)的轴向压力<img file="dest_path_image042.GIF" wi="13" he="11" />、抗弯刚度<img file="dest_path_image044.GIF" wi="16" he="11" />、桩分段长度<img file="dest_path_image046.GIF" wi="8" he="11" />，以及桩侧地基比例系数<img file="dest_path_image048.GIF" wi="13" he="8" />和地基反力深度变化指数<img file="dest_path_image010a.GIF" wi="10" he="8" />有关的参数；步骤三、由所述被测桩(3)—土相关作用的内力和变形方程，构建从所述被测桩(3)底部向顶部的传递矩阵方程，进而得到所述被测桩(3)地基反力分析的基本方程； 在仅有水平试验加载力时，所述步骤二中内力变形方程的<img file="dest_path_image050.GIF" wi="20" he="15" />为零；将<img file="dest_path_image052.GIF" wi="15" he="15" />改用水平加载力<img file="dest_path_image054.GIF" wi="17" he="15" />表示，消去上式中<img file="dest_path_image056.GIF" wi="14" he="11" />和<img file="dest_path_image058.GIF" wi="12" he="15" />，整理得被测桩(3)地基反力分析的基本方程：<img file="dest_path_image060.GIF" wi="220" he="37" /><img file="dest_path_image062.GIF" wi="229" he="39" />对于所述被测桩(3)桩底嵌岩端承桩，被测桩(3)底部<img file="dest_path_image056a.GIF" wi="14" he="11" />、<img file="dest_path_image058a.GIF" wi="12" he="15" />为零，用同样方法可得所述被测桩(3)作为嵌岩端承桩的地基反力分析的基本方程；步骤四、应用所述基本方程建立不同地基反力模型，并编制相应电算程序；将试验水平加载力<img file="dest_path_image054a.GIF" wi="17" he="15" />代入由不同地基假设模型建立的所述步骤三中被测桩(3)地基反力分析的基本方程，得到被测桩(3)的力作用点水平位移<img file="dest_path_image064.GIF" wi="18" he="14" />和转角<img file="dest_path_image066.GIF" wi="16" he="18" />的计算值，再以测得值<img file="dest_path_image068.GIF" wi="19" he="11" />(即<img file="dest_path_image070.GIF" wi="13" he="11" />)和<img file="dest_path_image072.GIF" wi="17" he="15" />(即<img file="dest_path_image074.GIF" wi="12" he="15" />)与计算值<img file="dest_path_image064a.GIF" wi="18" he="14" />和<img file="dest_path_image066a.GIF" wi="16" he="18" />的差值<img file="dest_path_image076.GIF" wi="17" he="18" />和<img file="dest_path_image078.GIF" wi="19" he="17" />分别等于零为目标函数，所述地基反力分析的基本方程可以改写为式：<img file="dest_path_image080.GIF" wi="252" he="36" /><img file="dest_path_image082.GIF" wi="262" he="37" />地基反力的地基系数<i>k</i>随<i>x</i>的变化取不同形式，编制相应电算程序可以对所述步骤一中地基系数的比例系数<img file="dest_path_image084.GIF" wi="11" he="7" />和深度变化指数<img file="dest_path_image010aa.GIF" wi="10" he="8" />值进行搜索，得到相应地基反力计算模型及参数；步骤五、在现场布置基桩地基试验装置；步骤六、测量所述被测桩(3)在地面处的水平位移<img file="dest_path_image070a.GIF" wi="13" he="11" />和转角<img file="dest_path_image074a.GIF" wi="12" he="15" />，采用被测桩(3)、反力桩(7)的两桩互顶加载的方式进行测量，所述反力桩(7)的承载能力和刚度大于所述被测桩(3)的1.2倍；步骤七、将所述水平位移和转角输入所述电算程序，计算分析并建立相应地基反力模型；输入被测桩(3)水平位移<img file="dest_path_image070aa.GIF" wi="13" he="11" />和转角<img file="dest_path_image074aa.GIF" wi="12" he="15" />双参数及水平试验顶力<img file="dest_path_image054aa.GIF" wi="17" he="15" />，再调用相关所述电算程序，计算各种地基反力模型及参数，或进行桩身内力与变形比较，获得满足工程要求的结论。 |
