[发明专利]一种网格式软土地基承载特性计算方法

说明书

本发明提供了一种网格式软土地基承载特性计算方法，包括：S1、创建分析模型，基于现有软件对硬壳层软土地基在外部荷载的作用下变形以及破坏面的发展情况进行分析，模型包括固化墙体、软土土体、硬壳层地基、方形基础，方形基础用于提供向下的载荷；S2、基于创建的模型对不同工况的承载力模拟结果进行分析，推导出承载特性计算公式。本发明所述的网格式软土地基承载特性计算方法能够考虑固化网格的边长、基础的宽度以及土体的不排水强度；通过数值模拟对网格式复合地基承载和变形特性分析，得到不同B/L下网格式墙体的破坏模式和对应的拉应力变化特点，不断完善参数的选择和模型的合理性，使之可以用于实际工程中。

技术领域

本发明属于建筑技术领域，尤其是涉及一种网格式软土地基承载特性计算方法。

背景技术

伴随着我国工程的大规模建设，往往会出现软土地基。软土地基是指由软弱土(如淤泥、淤泥质土等)构成的压缩层或者其它高压缩性土层所组成的地基，具有天然含水量和压缩系数高、天然孔隙比和沉降变形大、抗剪强度和承载力低、渗透系数小等特点。由于软土地基普遍存在不稳定性，易受扰动，它常常造成道路地基出现不均匀沉降，甚至是整体失稳破坏，造成财产损失和安全隐患。因此对软土地基进行工程处理，是缩短建设工期、降低工程造价和确保工程质量的关键因素之一。

为了增强软土地基的整体稳定性，加快土体的固结沉降速率，使软土地基的变形及承载力能够满足工程设计使用要求，必须对软土地基进行处理。目前我国对于软土地基的处理方法有很多，主要包括砂垫层法、碾压及夯实法、排水固结法、换土垫层法、挤密法和震冲法等，都是现阶段工程施工中对软土地基常用的处理方法，但是传统的施工工艺成本较高、周期长，且施工控制水平等会造成一定的强度问题。

针对上述缺点以及总结前人的研究成果，结合桶形基础和软泥固化加固地基的优势，利用密闭的双层地基层理论及国外先进的淤泥处理设备，针对天津港及周边软土地基处理过程中的经验教训，提出了基于淤泥固化的网格式复合地基处理技术，即采用软土地基固化技术及专用设备在吹填土地基中加固成类似箱桶结构的网格式墙体结构，并对地基表层软泥固化形成板壳结构，与网格结构形成整体，成为满足特定承载力需要的网格式复合地基。

现在缺少一种对网格化软土地基的承载特性精确计算的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种网格式软土地基承载特性计算方法，以解决现在缺少对网格化软土地基的承载强度进行精确计算的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种网格式软土地基承载特性计算方法，包括：

S1、创建分析模型，基于现有软件对硬壳层软土地基在外部荷载的作用下变形以及破坏面的发展情况进行分析，模型包括固化墙体、软土土体、硬壳层地基、方形基础，方形基础用于提供向下的外部载荷；

S2、基于创建的模型对不同工况的承载力模拟结果进行分析，推导出承载特性计算公式。

进一步的，所述步骤S1中，墙体采用理想线弹性模型，软土土体采用Mohr-Coulomb模型。

进一步的，所述步骤S1中，创建模型时，基础底部中心点位置设置在固化墙体的中心点的正上方，便于向软土地基施加向下的载荷；

基础和墙体与地基之间均为Rough接触；

为了减少边界效应的影响，地基沿基础径向和纵向各延伸一定距离，垂直边界及底部边界均约束其法向位移。

进一步的，所述步骤S2中，通过对不同基础尺寸的网格式固化墙体地基进行承载力模拟，得到每一种情况下的荷载-位移曲线；

采用地基土强度和基础面积对承载力进行归一化处理，得到承载力系数N_C，其表达式为：