[发明专利]一种成层地基逐渐加荷条件下固结度的计算方法

说明书

本发明公开了一种成层地基逐渐加荷条件下固结度的计算方法，该方法采用多级瞬间加荷，逐级计算各分层地基固结度，无需采用高深复杂的数学方法，只需用一般的数学方法运算，利用电子表格就可完成计算，工作量小且精度满足设计要求，实例可证分层法计算逐渐加荷条件下多层地基的固结度，其结果的精度完全满足设计要求。

技术领域

本发明属于岩土工程中软土地基加固技术领域，具体涉及一种成层地基逐渐加荷条件下固结度的计算方法。

背景技术：

对于逐渐加荷条件下的堆载预压加固软弱地基固结度的计算，可以采用太沙基修正法和改进的高木俊介法。但用于多层地基时，仍要采用平均指标法或当量厚度法按单一土层计算。这种方法可以简化计算整个土层的平均固结度，但不能计算各个土层的固结度、分层沉降等结果。对于成层地基固结度计算的其他方法，近年来研究成果比较多，其一般理论与公式都比较复杂，都需要借助于高深复杂的数学方法才能获得固结方程的解。有的采用数值方法，也有采用分析解法。数值方法主要用有限差分法和有限元法，解析法采用分离变量和傅里叶展开、拉格朗日插值法、拉普拉斯积分变换等方法。这对设计人员来讲都是比较繁复的，不便应用于工程实践上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成层地基逐渐加荷条件下固结度的计算方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

一种成层地基逐渐加荷条件下固结度的计算方法，所述方法包括如下步骤：

将压缩层分为若干分层，并计算各分层的排水距离和全路径竖向固结系数；

对分层进行加荷，计算得到荷载比和实际固结历时；

计算各分层的分层应力折减系数和分层贡献率；

根据荷载比和实际固结历时得到分层固结度初值；

根据分层固结度初值、分层贡献率和分层应力折减系数得到分层平均固结度贡献值；

将各分层平均固结度贡献值进行累计得到整层的总平均固结度。

优选的，所述所排水距离和全路径竖向固结系数的计算方法包括如下步骤：

排水距离H_i为从该层底面至压缩层的顶面的距离：

全路径竖向固结系数：计算需区分竖井层和井下层。

当第i分层位于竖井层中时：

式中：c_vm为第m层土的竖向固结系数，h_m为第m层土的层厚。

第i分层位于井下层中时：

计算竖井层中各分层的复合竖向固结系数，

采用面积比的方法将竖井的竖向固结系数和井间土的竖向固结系数等效成各分层的复合竖向固结系数，用下式计算：

c_wsi＝[1+μ(v_i-1)]×c_vi

式中：c_wsi为第i分层的复合竖向固结系数，单位cm²/s；μ为竖井横截面面积与单井影响范围横截面面积之比，无因次，μ＝A_w/A；v_i为竖井的竖向固结系数与第i分层井间土的竖向固结系数之比，无因次，v_i＝c_w/c_vi；