[发明专利]一种加筋复合地基抗拔承载能力计算方法及系统

说明书

本发明提供了一种加筋复合地基抗拔承载能力计算方法，包括：在基础顶部受到上拔荷载或倾覆弯矩作用时，依次计算土体中分层埋设的各层筋材从土体中被拽出时与土体相对极限位移，当基础顶部位移超过预设值，考虑基础上拔位移和基础底板的上拔位移的关系计算各层筋材产生上抬的长度，基于各层筋材产生上抬的长度自下而上依次计算各层筋材产生的竖直向下的下拽力，基于各层筋材产生的竖直向下的下拽力和基础底板承载力确定加筋复合地基抗拔承载能力，本发明通过深入分析加筋复合地基抗拔承载能力而形成的计算方法，进而使得通过计算提供增加抗拔承载力的方法，同时减少基坑与土石方开挖量，节约基础本体材料量，降低基础开挖深度，降低安全。

技术领域

本发明属岩土工程技术领域，具体涉及一种加筋复合地基抗拔承载能力计算方法及系统。

背景技术

相对原状岩石地基，一些风积沙、粉土等地基土体抗拔与抗剪能力较弱，而且输电杆塔基础、通信杆塔基础等属于抗拔、抗倾覆能力要求比较高的基础型式。在世界范围内，风积沙、软土、黄土等分布广泛，由于其具有不良工程地质特性，不经工程措施处理，直接设计建造输电线路基础等抗拔能力要求相对高的基础时，若充分利用其抗压承载力，则抗拔和抗倾覆能力显著不足，若充分利用抗拔和抗倾覆承载力，则抗压承载能力浪费。以风积沙为例，其作为输电线路杆塔基础工程地基，与一般地基相比，主要物理力学特性包括：含水率指标低，部分地区甚至接近零，不足2％；松散且粘聚力小，接近零，抗剪强度较低；经过风力筛选，风积沙级配差；在施工中，基础坑不易开挖成型，开挖面积相对较大。此外，抗压加筋复合地基已在交通路基、水利大坝等广泛使用，但主要解决增强地基抗压性能。

因此，在进行架空输电线路、通信杆塔等基础建设时，对这类地基土进行加筋地基改良与加固处理，改善地基承载性能成为一种技术需求，以弥补抗拔和抗倾覆承载能力，平衡抗压承载能力，可以降低基坑土石方开挖量，节约造价，提高安全性。如何进行加筋改良，如何计算抗拔承载能力，是当前迫切需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术，无法进行地基抗拔承载力的量计算，本发明提供了一种加筋复合地基抗拔承载能力计算方法，计算方法包括下述步骤：

在基础顶部受到上拔荷载或倾覆弯矩作用时，依次计算土体中分层埋设的各层筋材从土体中被拽出时与土体相对极限位移；

当基础顶部位移超过预设值，考虑基础上拔位移和基础底板的上拔位移的关系计算各层筋材产生上抬的长度；

基于各层筋材产生上抬的长度自下而上依次计算各层筋材产生的竖直向下的下拽力；

基于各层筋材产生的竖直向下的下拽力和基础底板承载力确定加筋复合地基抗拔承载能力。

优选的，所述在基础顶部受到上拔荷载或倾覆弯矩作用时，依次计算土体中分层埋设的各层筋材从土体中被拽出时与土体相对极限位移，包括：

基于在基础顶部受到上拔荷载或倾覆弯矩作用时，计算每层筋材与土层间拉拔力极限值；

基于每层筋材与土层间拉拔力极限值，计算筋材与土体间相对极限位移值。

优选的，基于在基础顶部受到上拔荷载或倾覆弯矩作用时，计算每层筋材与土层间拉拔力极限值，按下式计算：

T_ui＝μ·q_i+T_u0

式中，T_ui每层筋材与土层间拉拔力极限值；q_i为第i层筋材上覆土压力μ为筋材与土层间拉拔力强度同上覆土压力之间的线性比例系数；T_u0为上覆土压力为零时筋材与土层间拉拔力极限值；

每层筋材与土体间相对极限位移按下式计算：