沉井嵌岩深度的计算方法技术

本发明专利技术是沉井嵌岩深度的计算方法，包括：初设沉井的嵌岩深度h=h0；计算沉井的计算宽度b0、沉井绕底面的转角w、沉井嵌岩部分中心承受的横向力P和横向弯矩M

【技术实现步骤摘要】
沉井嵌岩深度的计算方法


[0001]本专利技术涉及沉井基础的
，尤其涉及沉井嵌岩深度的计算方法。

技术介绍

[0002]在铁路和公路规范中，根据沉井与基底土的位置关系给出了两种计算方法，第一种是置于非岩石地基上的沉井基础计算方法，第二种是嵌入岩层内的沉井基础计算方法，这两种方法模型不同，计算结果差别较大。在实际工程中经常遇见嵌入岩石的沉井，嵌岩深度取多少才能按照第二种沉井的计算方法进行计算，在规范中并未给出答案。很多技术人员直接把桩基础的嵌岩深度公式用到沉井中，仔细分析发现该公式未考虑水平力对嵌岩深度的影响，桩基础一般较长可以忽略水平力对桩底的影响，但是沉井基础的深度介于深基础和浅基础之间，不能忽略水平力对沉井底部的影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在解决现有技术的不足，完善沉井基础的计算方法，而提供一种沉井嵌岩深度的计算方法。
[0004]本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：
[0005]沉井嵌岩深度的计算方法，包括以下步骤：
[0006]S1、初设沉井的嵌岩深度h=h0；
[0007]S2、计算沉井的计算宽度b0；
[0008]设作用于沉井地面位置处的力矩为M，单位为kN
·
m，设作用于沉井地面位置处的水平力为H，单位为kN；设垂直水平力H方向的沉井截面的投影长度为b，单位为m；
[0009]沉井的截面有矩形或圆形，矩形沉井的计算宽度b0=b+1，圆形沉井的计算宽度b0=0.9(b+1)；
[0010]S3、计算沉井绕底面的转角w；
[0011]S4、计算沉井嵌岩部分中心承受的横向力P和横向弯矩M
y
；
[0012]S5、计算沉井嵌岩部分岩石最大应力Pmax；
[0013]S6、计算岩石容许应力[P]；
[0014]S7、当Pmax≤[P]时，沉井嵌岩满足要求，停止计算，此时沉井的嵌岩深度h0为最终计算深度；
[0015]S8、当Pmax>[P]时，沉井嵌岩不满足要求，逐步增加嵌岩深度
△
h，重复步骤S2
‑
S6，直至满足Pmax≤[P]，此时的沉井的嵌岩深度h为最终计算深度。
[0016]步骤S3中，沉井绕底面的转角w，按下式计算：
[0017]；
[0018]式中：
[0019]M
‑
作用于沉井地面位置处的力矩，kN
·
m；
[0020]H
‑
作用于沉井地面位置处的水平力，kN，
[0021]h
w
‑
沉井嵌岩处离地面的高度，m；
[0022]b0‑
沉井的计算宽度，m；
[0023]m
‑
地基比例系数，kPa/m2；
[0024]h
‑
岩石的嵌岩深度，m；
[0025]C0‑
岩石地基的竖向地基系数，kPa/m；
[0026]a
‑
沿水平力H方向的基础长度，m；
[0027]W
‑
沉井底面截面抵抗矩，m3。
[0028]步骤S4中，沉井嵌岩部分中心承受的横向力P和横向弯矩M
y
，按下式计算：
[0029]；
[0030]。
[0031]步骤S5中，沉井嵌岩部分岩石最大应力Pmax，按下式计算：
[0032]；
[0033]式中：
[0034]b
‑
垂直水平力H方向的沉井截面的投影长度，m。
[0035]步骤S6中，岩石容许应力[P]，按下式计算：
[0036][P]=0.5KR；
[0037]式中：
[0038]K
‑
岩石容许压力换算系数，取0.5
‑
1.0；
[0039]R
‑
岩石单轴抗压强度，kPa。
[0040]步骤S8中，逐步增加的
△
h为0.5m。
[0041]本专利技术的有益效果是：本专利技术针对沉井嵌岩深度计算的问题，以规范中桩基础嵌岩深度计算公式为基础，增加考虑了水平力对嵌岩深度的影响，解决了沉井基础计算时对于嵌入深度无理论计算依据的问题，保证了嵌岩沉井基础设计的安全性，避免了因保守设计时沉井嵌岩深度过深带来的不必要浪费。该方法适用于公路、铁路、市政等桥梁沉井基础的设计。
附图说明
[0042]图1为本专利技术的流程图；
[0043]图2为本专利技术的嵌入岩层内的沉井计算示意图；
[0044]图3为本专利技术具体实施例1中的沉井基础示意图；
[0045]以下将结合本专利技术的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
[0046]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并
非用于限定本专利技术的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0047]需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0048]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0049]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：
[0050]沉井嵌岩深度的计算方法，如图1、2所示，包括以下步骤：
[0051]S1、初设沉井的嵌岩深度h=h0；
[0052]S2、计算沉井的计算宽度b0；
[0053]设作用于沉井地面位置处的力矩为M，单位为kN
·
m，设作用于沉井地面位置处的水平力为H，单位为kN；设垂直水平力H方向的沉井截面的投影长度为b，单位为m；
[0054]沉井的截面有矩形或圆形，矩形沉井的计算宽度b0=b+1，圆形沉井的计算宽度b0=0.9(b+1)；
[0055]S3、计算沉井绕底面的转角w；
[0056]沉井绕底面的转角w，按下式计算：
[0057]；
[0058]式中：
[0059]M
‑
作用于沉井地面位置处的力矩，kN
·
m；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.沉井嵌岩深度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、初设沉井的嵌岩深度h=h0；S2、计算沉井的计算宽度b0；设作用于沉井地面位置处的力矩为M，单位为kN
·
m，设作用于沉井地面位置处的水平力为H，单位为kN；设垂直水平力H方向的沉井截面的投影长度为b，单位为m；沉井的截面有矩形或圆形，矩形沉井的计算宽度b0=b+1，圆形沉井的计算宽度b0=0.9(b+1)；S3、计算沉井绕底面的转角w；S4、计算沉井嵌岩部分中心承受的横向力P和横向弯矩M
y
；S5、计算沉井嵌岩部分岩石最大应力Pmax；S6、计算岩石容许应力[P]；S7、当Pmax≤[P]时，沉井嵌岩满足要求，停止计算，此时沉井的嵌岩深度h0为最终计算深度；S8、当Pmax>[P]时，沉井嵌岩不满足要求，逐步增加嵌岩深度
△
h，重复步骤S2
‑
S6，直至满足Pmax≤[P]，此时的沉井的嵌岩深度h为最终计算深度。2.根据权利要求1所述的沉井嵌岩深度的计算方法，其特征在于，步骤S3中，沉井绕底面的转角w，按下式计算：；式中：M
‑
作用于沉井地面位置处的力矩，kN
·
m；H
‑
作用于沉井地面位置处的水平力，kN，h
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高璞，廖立坚，王秀艳，苏伟，曾银勇，王雨权，杨智慧，张苒，彭建东，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：