[发明专利]一种定量分析桩的承载性状的方法

权利要求书

1.一种定量分析桩的承载性状的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)构建简化的桩身轴力模型

根据桩顶荷载、桩的侧阻力和桩端阻力构建桩身通用轴力模型；根据桩顶荷载和桩的侧阻力及端阻力分别构建两种界限型桩的轴力模型：第一种界限型桩的轴力模型由桩顶荷载和桩的侧阻力构成，属于纯摩擦桩；第二种界限型桩的轴力模型由桩顶荷载和桩的端阻力构成，属于纯端承桩；

(2)根据桩身轴力模型推导侧阻力和端阻力占比的表达式

Q＝Q_p+Q_s 式1

式中：Q---桩顶荷载，单位为kN；

Q_p---与桩顶荷载对应的桩端阻力，单位为kN；

Q_s---与桩顶荷载对应的桩侧阻力，单位为kN；

E---桩身弹性模量，单位为MPa；

L---桩长，单位为mm；

d---桩径，单位为m；

A---桩横截面积，单位为m²；

S₀---桩身压缩量，单位为mm；

组合式1、式2，整理后得到如下端阻力式3和侧阻力式4与桩顶荷载占比的表达式：

(3)根据界限型桩的轴力模型和桩身通用轴力模型中的特例定义特征线参量

依据界限型桩的轴力模型，引出如下特征线参量：

对于纯摩擦桩，桩端阻力Q_p＝0，桩顶沉降量S即桩身压缩量，S≤0.5L/(EA)*Q，定义S_c＝0.5L/(EA)*Q，称作特征线的侧阻线参量；

对于纯端承桩，Q＝Q_p，桩身压缩量＝L/(EA)*Q，定义S_d＝L/(EA)*Q，称作特征线的端阻线参量；

桩身通用轴力模型中有一特例，即侧阻力和端阻力相等，定义为中性桩，桩身压缩量＝0.75L/(EA)*Q，定义S_z＝0.75L/(EA)*Q，称作特征线的中性线参量；

(4)将特征线参量引入步骤(2)中侧阻力和端阻力占比表达式，得到特征线法分析桩的承载性状的理论公式；

桩端阻力和桩侧阻力与桩顶荷载占比表达式如下：

(5)确定桩的承载性状

①分别构造以S_c、S_d、S_z为函数以Q为自变量的三条线性特征线，即：

侧阻线参量S_c：斜率为0.5L/(EA)

端阻线参量S_d：斜率为L/(EA)

中性线参量S_z：斜率为0.75L/(EA)

②绘制桩身压缩量s₀曲线

③桩的承载性状的确定

如果S₀-Q线在侧阻线S_c之上，属界限型摩擦桩，即纯摩擦桩；

如果S₀-Q线位于侧阻线S_c和中性线S_z之间，属过渡型的端承摩擦桩，Q_s/Q＝(S_d-S₀)/(S_d-S_c)

如果S₀-Q线位于端阻线S_d和中性线S_z之间，属过渡型的摩擦端承桩，Q_p/Q＝(S₀-S_c)/(S_d-S_c)

如果S₀-Q线交于端阻线S_d，属界限型端承桩即纯端承桩。