CN106930335B - 一种地基承载力确定核验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地基承载力确定核验方法，包括以下步骤：一、建立原始数据工作表，在工作表中输入原始数据；二、建立计算表工作簿。计算工作簿包括基本参数设置区、临塑荷载计算区、临界荷载计算区、数据比较区；将上述区域赋予相应的位置。编写临塑荷载p cr、p 1/3、p 1/4和太沙基的P u计算程序，将计算表工作簿各区域赋值，对所求得数据进行比较，选取合理值得出最终计算结果；三、选取一组原始数据进行试计算，检验程序式是否准确；四、编写核验录入区表，并与计算表相应单元格一一对应；五、编写加载宏程序，实现大数据的录入与核验结果的呈现，结果在运算结果区呈现。本发明克服了以往土力学地基承载力综合训练需教师逐个核验学生计算数据的准确性，实现了班级甚至整个专业数据的一步式核验，降低了批阅难度，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明属于地基承载力确定技术领域，尤其涉及一种核验多组参数的地基承载力核验方法。
背景技术
地基承载力确定方法包括原位测试法、理论公式法、规范法和经验法等方法。本科土力学教学中为使学生巩固理论计算法和规范法确定地基承载力的基础知识，能够结合工程实际确定地基承载力，在土力学教学改革中安排了地基承载力确定的综合训练。要求学生能够根据工程实际条件，获得合理的地基临塑荷载、极限荷载，并确定相应的地基承载力；能够依据《建筑地基基础设计规范》或《公路桥涵地基与基础设计规范》确定地基承载力，并进行综合分析，确定合理的地基承载力。
现有无论是地基承载力确定方法亦或是程序仅能逐个计算或核验单组数据。教师在批阅地基承载力计算的综合训练项目中需要逐个批阅，对于数据和计算过程需要一一核验，过于繁琐，导致教师工作量增大，批阅质量下降。
发明内容
为克服地基承载力计算过程中，学生依据给定参数计算发生错误，教师一一核验过于繁琐，提高批阅质量和学生综合训练质量，达到培养应用型人才的教学目的。本发明提出一种能够同时计算和核验多组数据的地基承载力确定方法
一种地基承载力确定核验方法其特征在于该方法主要用于土力学教学中根据多组给定参数确定地基承载力准确性的核验，其特征在于能够通过输入多组基础尺寸、基础埋深、土层参数、地下水位等初始值核验每个个体中地基承载力确定的准确性。
一种地基承载力确定核验方法，包括以下步骤：
步骤（一）：建立原始数据工作表，在工作表中输入原始数据；
步骤（二）：建立计算表工作簿；
计算工作簿包括基本参数设置区、临塑荷载计算区、临界荷载计算区、数据比较区；将上述区域赋予相应的位置。编写临塑荷载p cr、p 1/3、p 1/4、太沙基和Hansen的P u计算程序，将计算表工作簿各区域赋值，对所求得数据进行比较，选取合理值得出最终计算结果；
步骤（三）：进行单组数据核验；
选取一组原始数据进行试计算，检验程序式是否准确；
步骤（四）：编写核验录入区表，并与计算表相应单元格一一对应；
步骤（五）：编写运算结果区。编写加载宏程序，实现大数据的录入与核验结果的呈现，结果在运算结果区呈现。
一种地基承载力确定核验方法步骤（一）原始数据工作表中初始输入数据包括多组基础尺寸、基础埋深、土层参数、地下水位等参数；
一种地基承载力确定核验方法，步骤（二）计算工作簿包括基本参数设置区、临塑荷载计算区、临界荷载计算区、数据比较区四个区域；
一种地基承载力确定核验方法，步骤（二）计算工作簿中基本参数设置区中基本参数包括内摩察角、基础埋深、基础长度、基础宽度、土的重度和粘聚力6个指标；
步骤（二）计算工作簿中临塑荷载按式（1）计算
P cr=N c c+N q γ m d （1）
其中：N c=πcotφ/(cotφ-π/2+φ) ；N q= (cotφ+π/2+φ)/(cotφ-π/2+φ)
式中：P cr为地基临塑荷载，kPa；N c、N q称为地基承载力系数；d为基础埋置深度，m；γ m为基础埋深范围内土的加权平均重度，kN/m3；γ为地基土的重度（地下水位以下取浮重度），kN/m3；c为地基土的粘聚力，kPa；φ为地基土的内摩擦角，°;
步骤（二）计算工作簿中临界荷载按太沙基极限承载力理论计算:
①条形基础
P u=cN c+qN q+0.5γbN γ (2)
式中：N γ、N q、N c为太沙基承载力系数，查附图3得到。
②方形基础
P u=1.2cN c+qN q+0.4γbN γ (3)
③矩形基础
在确定了条形基础和方形基础的地基极限承载力后，可通过内插的办法确定矩形基础的地基极限荷载；
步骤（二）计算工作簿中数据比较区包括临界荷载确定的地基承载力、临塑荷载确定的地基承载力和《公路桥涵地基与基础设计规范》确定的地基承载力三者的比较；
步骤（三）选取一组原始数据进行试计算，检验程序式是否准确；
步骤（四）编写核验录入区表，并与计算表相应单元格一一对应。
步骤（五）运算结果区利用excel中宏进行编写如下程序实现大数据录入与核验，克服以往采用地基承载力设计软件进行核验时只能对单一数据进行核验。
程序：Sub 按钮1_Click()
Dim x As Integer, y As Integer, z As Integer
x = 5 '核验录入区行号
y = 3 '原始数据区开始行号
z = 2 '运算结果区开始行号
'清空结果区数据
For i = 1 To 6
For j = 2 To 500
Sheets("运算结果区").Cells(j, i) = ""
Next j
Next i
'清空完成
Do Until Sheets("原始数据区").Cells(y, 1) = ""
'开始取数据 核验录入区为第五行，原始数据区第三行开始
Sheets("核验录入区").Cells(5, 1) = Sheets("原始数据区").Cells(y, 1) '导入序号
Sheets("核验录入区").Cells(5, 2) = Sheets("原始数据区").Cells(y, 2) & "x" & Sheets("原始数据区").Cells(y, 3) '导入ab
For i = 3 To 13
Sheets("核验录入区").Cells(5, i) = Sheets("原始数据区").Cells(y, i + 1)
Next i
Sheets("核验录入区").Cells(5, 14) = Sheets("原始数据区").Cells(y, 2)
Sheets("核验录入区").Cells(5, 15) = Sheets("原始数据区").Cells(y, 3)
'取数据结束
'填写运行结果区
Sheets("运算结果区").Cells(z, 1) = Sheets("核验录入区").Cells(5, 1)
Sheets("运算结果区").Cells(z, 2) = Sheets("核验录入区").Cells(10, 1)
Sheets("运算结果区").Cells(z, 3) = Sheets("核验录入区").Cells(10, 3)
Sheets("运算结果区").Cells(z, 4) = Sheets("核验录入区").Cells(15, 1)
Sheets("运算结果区").Cells(z, 5) = Sheets("核验录入区").Cells(15, 3)
Sheets("运算结果区").Cells(z, 6) = Sheets("核验录入区").Cells(15, 5)
Sheets("运算结果区").Cells(z, 7) = Sheets("核验录入区").Cells(15, 7)
z = z + 1
y = y + 1
Loop
End Sub
本发明的有益技术成果在于利用excel中宏进行编写如下程序实现大数据录入与核验，克服以往采用地基承载力设计软件进行核验时只能对单一数据进行核验的缺点，降低了教师在批阅地基承载力确定综合训练中的劳动强度，提高了工作效率。
附图说明
图1一种地基承载力确定核验方法流程图
图2原始数据录入区
图3 太沙基承载力系数
图4 基底宽度、深度修正系数运算结果区运算结果
图5运算结果区运算结果
具体实施例
一种地基承载力确定核验方法主要用于土力学教学中根据多组给定参数确定地基承载力准确性的核验，能够通过输入多组基础尺寸、基础埋深、土层参数、地下水位等初始值核验每个个体中地基承载力确定的准确性。
一种地基承载力确定核验方法，包括以下步骤：
步骤一：建立原始数据工作表，在工作表中输入原始数据。
一种地基承载力确定核验方法，原始数据区初始输入数据包括多组基础尺寸、基础埋深、地表土层和下卧土层的重度、饱和重度、厚度、粘聚力和内摩擦角以及地下水位埋深等参数，如附图2所示。
将上述参数录入至工作表名称为“原始数据区”中A3:N30的单元格中，总计14行，29列数据。
步骤二：计算工作簿包括基本参数设置区、临塑荷载计算区、临界荷载计算区、数据比较区；将上述区域赋予相应的位置。编写临塑荷载p cr、太沙基、临界荷载P u计算程序，将计算表工作簿各区域赋值。
（1）根据给定参数按下式计算地基的临塑荷载P cr。
P cr=N c c+N q γ m d （1）
其中：P cr为地基临塑荷载，kPa； N c 、N q称为地基承载力系数；N c=πcotφ/(cotφ-π/2+φ) ；N q= (cotφ+π/2+φ)/(cotφ-π/2+φ)；d为基础埋置深度，m；γ m为基础埋深范围内土的加权平均重度，kN/m3；γ为地基土的重度（地下水位以下取浮重度），kN/m3；c为地基土的粘聚力，kPa；φ为地基土的内摩擦角，°。
（2）根据给定参数按太沙基极限承载力理论计算地基的极限荷载P u。
①条形基础
P u=cN c+qN q+0.5γbN γ (2)
式中：N γ、N q、N c为太沙基承载力系数，查附图3得到。
②方形基础
P u=1.2cN c+qN q+0.4γbN γ (3)
③矩形基础
在确定了条形基础和方形基础的地基极限承载力后，可通过内插的办法确定矩形基础的地基极限荷载。
（3）依据《公路桥涵地基与基础设计规范》按式（4）确定地基承载力。
[f a]=[f a0]+k 1 γ(b-2)+k 2 γ m(d-2) (4)
式中：[f a0]为地基承载力基本容许值，kPa；
b为基础底面的最小宽度，m；当b<2 m时，取b=2 m；当b>10 m时，取b=10 m；
d为基础埋深，m；当d <3m时，取d =3m；当d/b>4时，取d=4b；
γ为基底持力层土的天然重度，kN/m3；水下取浮重度；
γ m为基底以上土层的加权平均重度，kN/m3；
k 1、k 2为基底宽度、深度修正系数，查附图4得到。
对前述三种方法确定的地基承载力值进行比较，选择保守值（三者较小的值）作为地基承载力特征值。
步骤（三）选取一组原始数据进行试计算，检验程序式是否准确；
步骤（四）编写核验录入区表，并与计算表相应单元格一一对应。
步骤（五）运算结果区利用excel中宏进行编写如下程序实现大数据录入与核验，结果在运算结果区呈现，如图5所示。
利用excel中宏命令编写以下程序：
Sub 按钮1_Click()
Dim x As Integer, y As Integer, z As Integer
x = 5 '核验录入区行号
y = 3 '原始数据区开始行号
z = 2 '运算结果区开始行号
'清空结果区数据
For i = 1 To 6
For j = 2 To 500
Sheets("运算结果区").Cells(j, i) = ""
Next j
Next i
'清空完成
Do Until Sheets("原始数据区").Cells(y, 1) = ""
'开始取数据 核验录入区为第五行，原始数据区第三行开始
Sheets("核验录入区").Cells(5, 1) = Sheets("原始数据区").Cells(y, 1) '导入序号
Sheets("核验录入区").Cells(5, 2) = Sheets("原始数据区").Cells(y, 2) & "x" & Sheets("原始数据区").Cells(y, 3) '导入ab
For i = 3 To 13
Sheets("核验录入区").Cells(5, i) = Sheets("原始数据区").Cells(y, i + 1)
Next i
Sheets("核验录入区").Cells(5, 14) = Sheets("原始数据区").Cells(y, 2)
Sheets("核验录入区").Cells(5, 15) = Sheets("原始数据区").Cells(y, 3)
'取数据结束
'填写运行结果区
Sheets("运算结果区").Cells(z, 1) = Sheets("核验录入区").Cells(5, 1)
Sheets("运算结果区").Cells(z, 2) = Sheets("核验录入区").Cells(10, 1)
Sheets("运算结果区").Cells(z, 3) = Sheets("核验录入区").Cells(10, 3)
Sheets("运算结果区").Cells(z, 4) = Sheets("核验录入区").Cells(15, 1)
Sheets("运算结果区").Cells(z, 5) = Sheets("核验录入区").Cells(15, 3)
Sheets("运算结果区").Cells(z, 6) = Sheets("核验录入区").Cells(15, 5)
Sheets("运算结果区").Cells(z, 7) = Sheets("核验录入区").Cells(15, 7)
z = z + 1
y = y + 1
Loop
End Sub
将上述计算结果返回运算结果区，完成对多组数据的一次性核验。
以上所述，仅是本发明的特定实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效数据变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (1)
1.一种地基承载力确定核验方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：建立原始数据工作表，在工作表中输入原始数据；原始数据工作表中初始输入数据为多组，每组数据包括基础尺寸、基础埋深、土层参数和地下水位四项参数；
步骤二：建立计算表工作簿；
计算工作簿包括基本参数设置区、临塑荷载计算区、临界荷载计算区和数据比较区四个模块；其中，计算工作簿中基本参数设置区中基本参数包括内摩察角、基础埋深、基础长度、基础宽度、土的重度和粘聚力6个指标；
将上述区域赋予相应的位置；编写临塑荷载pcr、p1/3、p1/4和太沙基和Hansen的Pu计算程序，其中临塑荷载按式(1)计算：
Pcr＝Ncc+Nqγmd (1) ；
式中：Pcr为地基临塑荷载，kPa；Nc、Nq为地基承载力系数， N c=πcotφ/(cotφ-π/2+φ)，N q =(cotφ+π/2+φ)/(cotφ-π/2+φ)；d为基础埋置深度，m；γm为基础埋深范围内土的加权平均重度，kN/m3；γ为地基土的重度，地下水位以下取浮重度，kN/m3；c为地基土的粘聚力，kPa；φ为地基土的内摩擦角，°；临界荷载p1/3和p1/4按太沙基极限承载力理论计算；
将计算表工作簿各区域赋值，对所求得数据进行比较，选取合理值得出最终计算结果；
步骤三：进行单组数据核验；
选取一组原始数据进行试计算，检验程序式是否准确；
步骤四：编写核验录入区表，并与计算表相应单元格一一对应；
步骤五：编写运算结果区；利用excel编写加载宏程序，实现大数据的录入与核验结果的呈现，结果在运算结果区呈现，从而实现多组地基承载力基础数据的输入与地基承载力的核验。
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