[发明专利]一种深水无封底嵌岩钢板桩围堰嵌固深度的计算方法

权利要求书

1.一种深水无封底嵌岩钢板桩围堰嵌固深度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、假设条件：踢脚破坏临界状态，槽口硬岩应力等效作用深度h_e＝1m，且应力沿竖向等效作用深度呈均匀分布；不考虑渗流效应对水压力的影响；不考虑桩、回填土和硬岩之间的相互作用；定义各个符号以及其对应含义：h_q为嵌固深度，即钢板桩底面距基坑表面距离；h_z为底层支撑高度，即底层支撑距基坑表面距离；h_w为水深，即水位线距基坑表面距离；h_e为槽口硬岩应力等效作用深度；F₁为梯形分布水荷载等效合力，F₂为三角形分布水荷载等效合力，h₁为等效合力F₁距梯形顶面距离，h₂为等效合力F₂距基坑表面的距离，σ_e为硬岩等效应力，在临界平衡状态可以取硬岩的承载力σ_c；γ为水容重；

S2、建立临界状态平衡方程，以钢板桩为考察对象，为保证其稳定性，对支撑点o取矩，则有：岩体极限应力产生的力矩≥水压力的力矩，即：

S3、代入计算，若嵌固深度大于槽口硬岩应力等效作用深度，即h_q＞h_e＝1m，则取h_e＝1m，代入平衡方程：σ_c·(h_z+0.5)≥F₁·h₁+F₂·(h₂+h_z)，计算得到：若嵌固深度不大于槽口硬岩应力等效作用深度，即h_q＜h_e＝1m，则取h_e＝h_q，代入平衡方程：即：(3σ_c-γh_w)h_q²+(6·σ_c·h_z-3·γ·h_w·h_z)·h_q-γ·h_z²·(3·h_w-h_z)≥0，对于深水硬岩的情况，通常有：a＝3σ_c-γh_w＞0，对称轴：

判别式：Δ＝(6·σ_c·h_z-3·γ·h_w·h_z)²+4·(3σ_c-γh_w)·γ·h_z²·(3·h_w-h_z)＞0，所以该不等式的曲线开口朝上，嵌固深度只能为正值，该不等式的解为：

S4、确定嵌固深度范围，结合S3中的两种情况，综合得到嵌固深度的范围为：