CN110377935A - 沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度变化的预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种静压沉桩过程中桩周超孔隙水压力沿深度变化的预测方法。包括以下步骤：首先确定场地土体的参数以及沉桩参数。其次，根据所述土体参数和沉桩参数，分别得到每个参数对应的桩周土体超孔隙水压分布简化曲线系数的比例因子。再次，根据比例因子，并结合桩周土体超孔隙水压分布标准曲线的系数，求得桩周土体超孔隙水压分布简化曲线系数，得到沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度分布情况。本发明的快速预测饱和细粒土在静压沉桩过程中超孔隙水压力沿深度变化的方法，原理简单，计算精度高，能提高实际过程的沉桩效益，具有较强的实用性，通过与现场实测数据比较，也证实了本发明所建立分布模型和预测公式的有效性。

Description

沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度变化的预测方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体地，涉及一种在饱和细粒土静压沉桩过程中桩周土体初始超孔隙水压力沿深度变化的快速预测方法。

背景技术

在高层建筑、大跨度桥梁、港口码头和近海构筑物(海上风机和钻井平台)等工程施工中，由于浅层土质较弱，为将上部荷载传递到持力层或将软弱土层挤密以提高地基土的承载力，一般均需要采用桩基础。随着对桩基承载力和桩长要求的不断提高，对桩基础的设计施工提出了诸多挑战。沉桩引起的桩周饱和土体超孔隙水压力的发展对于评价桩周土体应力状态的变化和桩基承载力的变化具有极其重要的意义。此外，超孔隙水压力的产生还会对桩体周边环境产生不利影响。因此，有必要研究沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力的分布情况。

以往的超孔隙水压力的理论解都是从柱腔和球腔的膨胀推导出来的，一般都简化为一维的圆孔膨胀问题。该方法不能预测超孔隙水压力竖向分布随桩顶进深度的变化。本发明通过数值研究，提出了一种简单、快速的估算桩周饱和细粒土在桩体顶进过程中产生的初始超孔隙水压力竖向分布的方法。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明针对现有技术在饱和细粒土中静压沉桩桩时，初始的超静孔压分布不容易得到，由此带来的设计不便、滞后性等不足，提供了一种沉桩过程在桩周饱和细粒土中土体初始超孔隙水压力沿深度变化的快速预测方法。

本发明方法综合了场地因素和施工因素，首先，建立考虑孔隙水压力效应的三维有限元数值模型，模拟饱和土中的静压沉桩过程。然后，定义7个系数(κ₀₁,κ₁₂,d_Δu＝0,κ₂₃,κ₃₄,Δu_max,d₃)来描述超孔隙水压力沿深度的分布。研究了桩体半径、土体不排水抗剪强度、弹性模量和超固结比对超孔隙水压力分布曲线相关系数的比例因子的影响。同时，根据所得到的结果，确定了不同贯入深度下归一化的最大超孔隙水压力与各参数之间的关系。最后，建立了不同贯入深度下桩周饱和土体初始超孔隙水压力沿深度分布的预测公式。本发明能够简捷、有效的计算沉桩过程中初始超孔隙水压力沿深度变化，可以大大提高施工的效率，具有较强的实用性，进一步完善现有沉桩施工技术和分析方法。

为达上述及其它目的，本发明通过以下技术方案实现。

一种沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度变化的预测方法，包括以下步骤：

S1：获取静压沉桩场地内的土体参数和沉桩参数，其中，所述土体参数包括：不排水抗剪强度c_u、弹性模量E以及超固结比OCR，所述沉桩设计参数包括：桩径R_p和沉桩深度z_p；

S2：根据S1中所获取的所述土体参数和沉桩设计参数，分别得到每个参数对应的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数的比例因子；

S3：根据S2中所得到的所述比例因子，并结合桩周土体超孔隙水压力分布标准曲线的系数，求得桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数，得到沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度分布情况。

优选地，S2中，所述桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线包括P₀P₁、P₁P₂、P₂P₃、P₃P₄四段分段曲线，其中P₀P₁、P₂P₃、P₃P₄为直线段，P₁P₂为对数曲线，桩周土体超孔隙水压力Δu的预测公式包括：

Δu＝κ₀₁·d 0＜d≤d₁；

d₁＜d≤d₂；

Δu＝κ₂₃·(d-d₃)+Δu_max d₂＜d≤d₃；

Δu＝κ₃₄·(d-d₃)+Δu_max d₃＜d≤d₄；

其中，κ₀₁、κ₂₃、κ₃₄分别为桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₀P₁、P₂P₃、P₃P₄分段曲线的斜率，κ₁₂、d_Δu＝0为桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₁P₂分段对数曲线的系数；d₁、d₂、d₃、d₄分别为各分段曲线的交点P₁、P₂、P₃、P₄的横坐标值；d为深度；Δu_max为超孔隙水压力最大值。

针对桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₂P₃、P₃P₄分段曲线，对超孔隙水压进行归一化处理，得到归一化的超孔隙水压Δu的预测公式：

d₂＜d≤d₃；

d₃＜d≤d₄；

优选地，所述桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数分别表示为：

其中，

分别为对桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₂P₃、P₃P₄分段曲线的超孔隙水压进行归一化处理后所得曲线斜率；ζ_*为桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数的比例因子；上标S表示该参数为桩周土体超孔隙水压力分布标准曲线系数的比例因子；α_p为超孔隙水压力最大值所处深度与沉桩深度比值；为归一化超孔隙水压力最大值，Δu₀表示通过解析解得到的最大孔隙水压，归一化参数ψ为与比例系数α_p、沉桩深度z_p、桩径R_p、不排水抗剪强度c_u、弹性模量E以及超固结比OCR相关的复合函数，作为归一化的最大孔隙水压计算公式的因变量；

分别为桩径R_p ^S＝0.22m、不排水抗剪强度c_u ^S＝24.3kPa、弹性模量E^S＝10917kPa、超固结比OCR^S＝2时对应的桩周土体超孔隙水压力分布标准曲线的系数；

所述κ₀₁、κ₁₂、d_Δu＝0、与沉桩深度z_p无关，但受桩径R_p、不排水抗剪强度c_u、弹性模量E以及超固结比OCR的影响，超孔隙水压力最大值Δu_max同时沉桩深度z_p、桩径R、不排水抗剪强度c_u、弹性模量E以及超固结比OCR的影响；

d₃通过贯入深度比值和贯入深度的相关关系获得。

优选地，所述的值分别为：

优选地，所述ψ的计算公式为：

η^OCR＝OCR/OCR^s，

其中，η^*为归一化的土体参数和沉桩设计参数。

优选地，所述桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数的比例因子包括：桩径比例因子弹性模量比例因子ξ^E、不排水抗剪强度比例因子以及超固结比比例因子ξ^OCR。

优选地，所述桩径比例因子包括：分别为与桩径相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₀P₁、P₂P₃、P₃P₄分段直线斜率的比例因子，与桩径相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₁P₂分段对数曲线系数的比例因子，通过桩径对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律获得；

所述弹性模量比例因子ξ^E包括：分别为与弹性模量相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₀P₁、P₂P₃、P₃P₄分段直线的斜率的比例因子，为与弹性模量相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₁P₂分段对数曲线系数的比例因子，通过弹性模量对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律来获得；

所述不排水抗剪强度比例因子包括：分别为与不排水抗剪强度相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₀P₁、P₂P₃、P₃P₄分段直线斜率的比例因子，为与不排水抗剪强度相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₁P₂分段对数曲线系数的比例因子，通过不排水抗剪强度对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律来获得；

所述超固结比比例因子ξ^OCR包括：分别为与超固结比相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₀P₁、P₂P₃、P₃P₄分段直线斜率的比例因子，为与超固结比相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₁P₂分段对数曲线系数的比例因子，通过超固结比对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律来获得。

优选地，S3中，所述的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数的预测公式包括：

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明综合了场地因素和施工因素，能够快速、有效的计算沉桩时桩周初始超孔隙水压力沿深度分布情况，为后续孔压的监测计算分析提供了较为准确的初始值，具有较强的实用性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例的方法的流程图；

图2为本发明一实施例的桩周土体超孔隙水压分布简化曲线示意图；

图3为本发明一实施例的与桩径相关的比例因子与归一化的桩径之间的关系曲线图；其中，(a)为归一化的桩径与P₀P₁段曲线系数的比例因子之间的关系，(b)为归一化的桩径与P₁P₂段曲线系数的比例因子之间的关系，(c)为归一化的桩径与P₁P₂段曲线系数的比例因子之间的关系，(d)为归一化的桩径与P₂P₃段曲线系数的比例因子之间的关系，(e)为归一化的桩径与P₃P₄段曲线系数的比例因子之间的关系；

图4为本发明一实施例的与弹性模量相关的比例因子(ξ^E)与归一化的弹性模量(η^E)之间的关系曲线图；其中，(a)为归一化的弹性模量η^E与P₀P₁段曲线系数的比例因子之间的关系，(b)为归一化的弹性模量η^E与P₁P₂段曲线系数的比例因子之间的关系，(c)为归一化的弹性模量η^E与P₁P₂段曲线系数的比例因子之间的关系，(d)为归一化的弹性模量η^E与P₂P₃段曲线系数的比例因子之间的关系，(e)为归一化的弹性模量η^E与P₃P₄段曲线系数的比例因子之间的关系；

图5为本发明一实施例的与不排水抗剪强度相关的比例因子与归一化的不排水抗剪强度之间的关系曲线图；其中，(a)为归一化的不排水抗剪强度与P₀P₁段曲线系数的比例因子之间的关系，(b)为归一化的不排水抗剪强度与P₁P₂段曲线系数的比例因子之间的关系，(c)为归一化的不排水抗剪强度与P₁P₂段曲线系数的比例因子之间的关系，(d)为归一化的不排水抗剪强度与P₂P₃段曲线系数的比例因子之间的关系，(e)为归一化的不排水抗剪强度与P₃P₄段曲线系数的比例因子之间的关系；

图6为本发明一实施例的与超固结比相关的比例因子(ξ^OCR)与归一化的超固结比(η^OCR)之间的关系曲线图；其中，(a)为归一化的超固结比η^OCR与P₀P₁段曲线系数的比例因子之间的关系，(b)为归一化的超固结比η^OCR与P₁P₂段曲线系数的比例因子之间的关系，(c)为归一化的超固结比η^OCR与P₁P₂段曲线系数的比例因子之间的关系，(d)为归一化的超固结比η^OCR与P₂P₃段曲线系数的比例因子之间的关系，(e)为归一化的超固结比η^OCR与P₃P₄段曲线系数的比例因子之间的关系；

图7为本发明一实施例的归一化超孔隙水压力最大值(Δu_max/Δu₀)与归一化参数ψ的关系曲线图；

图8为本发明一实施例的超孔隙水压力最大值所处深度与贯入深度比值α_p和沉桩深度z_p的关系曲线图；

图9为本发明一实施例的不同沉桩深度下超孔隙水压力的分布情况。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。以下实例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供了一种沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度变化的预测方法，包括如下步骤：

S1：充分收集工作区已有地质资料，获取静压沉桩场地内的土体参数和沉桩参数；其中，土体参数包括有：土体不排水抗剪强度c_u、弹性模量E以及超固结比OCR。沉桩参数主要是桩径R_p和贯入深度z_p。

S2：根据获取的土体参数、沉桩参数，分别得到每个参数对桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数的比例因子，包括：桩径比例因子弹性模量比例因子(ξ^E)，不排水抗剪强度比例因子和超固结比比例因子(ξ^OCR)。

S3，根据桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数的比例因子，并结合桩周土体超孔隙水压力分布标准曲线的系数(标准变量)，求得沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数κ₀₁、κ₁₂、d_Δu＝0、κ₂₃、κ₃₄、d₃以及Δu_max，得到超孔隙水压力沿深度分布情况。

进一步地，所述的桩周超孔隙水压沿深度简化分布曲线，水压力Δu的预测公式包括：

Δu＝κ₀₁·d 0＜d≤d₁

d₁＜d≤d₂

Δu＝κ₂₃·(d-d₃)+Δu_max d₂＜d≤d₃

Δu＝κ₃₄·(d-d₃)+Δu_max d₃＜d≤d₄

进一步地，所述的桩周超孔隙水压力(沿深度)分布简化曲线，是由7个系数来确定的，包括：κ₀₁、κ₁₂、d_Δu＝0、κ₂₃、κ₃₄、d₃以及Δu_max。土体参数和沉桩参数对最大超孔隙水压力Δu_max均有影响，而κ₀₁、κ₁₂、d_Δu＝0、与桩体贯入深度无关，受桩径R_p、土体不排水抗剪强度c_u、弹性模量E以及超固结比OCR等参数的影响。

进一步地，桩周土体超孔隙水压力(沿深度)分布简化曲线系数，采用以下方式表示：

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)d₃通过贯入深度比值和贯入深度z_p相关规律获得。

进一步地，所述桩周土体超孔隙水压力(沿深度)分布简化曲线系数，是通过有限元模拟来获得。该方法用标准沉桩试验下所观测的初始超孔隙水压力分布曲线的系数进行了标定，其能够较佳地反映初始超孔隙水压力的分布情况。

进一步地，所述标准沉桩试验是指采用桩径R_p ^S＝0.22m、贯入速率不排水抗剪强度c_u ^S＝24.3kPa、弹性模量E^S＝10917kPa、超固结比OCR^S＝2时桩周土体超孔隙水压沿深度分布。

进一步地，桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数Δu_max/Δu₀中ψ的计算公式为：

η^OCR＝OCR/OCR^s，

进一步地，采用有限元法总结了不同参数对超孔隙水压力分布情况的影响。参数影响系数主要包括：桩径比例因子R_p取(0.11-0.55)m，，弹性模量比例因子(ξ^E)，E取(4852-24260)kPa，不排水抗剪强度比例因子c_u取(5-70)kPa，超固结比影响系数(ξ^OCR)，OCR取(1-8)。

进一步地，桩径比例因子包括有：可通过桩径对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律获得。

进一步地，弹性模量比例因子(ξ^E)包括有：可通过弹性模量对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律来获得。

进一步地，所述不排水抗剪强度比例因子包括有： 可通过不排水抗剪强度对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律来获得。

进一步地，超固结比比例因子(ξ^OCR)包括有：可通过超固结比对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律来获得。

进一步地，桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数的预测公式包括有：

本发明实施例所提供的一种沉桩过程中桩周超孔隙水压力沿深度变化的预测方法，首先确定场地土体的参数以及沉桩参数；其次，根据所述土体参数和沉桩参数，分别得到每个参数对应的桩周土体超孔隙水压分布简化曲线系数的比例因子；再次，根据比例因子，并结合桩周土体超孔隙水压分布标准曲线的系数，求得桩周土体超孔隙水压分布简化曲线系数，得到沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度分布情况。本发明实施例所提供的方法，原理简单，计算精度高，能提高实际过程的沉桩效益，具有较强的实用性，通过与现场实测数据比较，也证实了本发明所建立分布模型和预测公式的有效性。

下面结合附图，对本发明上述实施例所提供的技术方案进一步详细描述。

如图1所示，为本发明上述实施例所提供的一种沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度变化的预测方法的流程图，包括以下步骤：

S1：获得静压桩贯入区的土体参数以及沉桩设计参数包括：土体不排水抗剪强度c_u、弹性模量E以及超固结比OCR。沉桩参数主要是桩径R_p贯入深度z_p。

具体地，所述土体参数通过以下方式确定：通过充分收集工作区的地质资料，分析资料的可利用程度，通过三轴试验试验获得不排水抗剪强度。

此外，根据制定的施工方案，确定所述的桩径和贯入深度。

S2：依据S1得到的土体参数、沉桩参数，分别得到每个参数对桩周土体超孔隙水压分布简化曲线系数的比例因子，桩径比例因子弹性模量比例因子(ξ^E)，不排水抗剪强度比例因子超固结比比例因子(ξ^OCR)。

所述与桩径相关的比例因子包括有：可通过归一化的桩径对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律获得，参照图3可得。取不排水抗剪强度c_u ^S＝24.3kPa、弹性模量E^S＝10917kPa、超固结比OCR^S＝2，桩径Rp取(0.11-0.55)m。

所述与弹性模量相关的比例因子(ξ^E)包括有：可通过归一化的弹性模量对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律来获得，参照图4可得，取桩径R_p ^S＝0.22m、不排水抗剪强度c_u ^S＝24.3kPa、超固结比OCR^S＝2，弹性模量E取(4852-24260)kPa。

所述与不排水抗剪强度相关的比例因子包括有： 可通过归一化的不排水抗剪强度对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律来获得，参照图5可得，取桩径R_p ^S＝0.22m、弹性模量E^S＝10917kPa，超固结比OCR^S＝2，不排水抗剪强度c_u取(5-70)kPa。

所述与超固结比相关的比例因子(ξ^OCR)包括有：可通过归一化的超固结比对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律来获得，参照图6可得，取桩径R_p ^S＝0.22m、弹性模量E^S＝10917kPa，不排水抗剪强度c_u＝24.3kPa，超固结比OCR取(1-8)。

S3：所述的桩周土体超孔隙水压分布简化曲线系数预测公式包括有：

所述的桩周土体超孔隙水压分布简化曲线系数还包括有Δu_max，参照图7可得，其预测公式为：

η^OCR＝OCR/OCR^s，

所述的Δu_max预测公式中Δu₀的取值为：

其中，α_f为固结不排水剪切试验得到的细粒土破坏时的Henkel孔隙压力系数，约为0.35，v为泊松比。

所述的桩周土体超孔隙水压分布简化曲线系数还包括有d₃。其预测公式为：

d₃＝α_p·z_p

其中α_p值可以参照图8可得。

下面利用本发明上述实施例所提供的方法对Gloucester场地静压沉桩过程中不同贯入深度下桩周土体超孔隙水压力沿深度分布进行预测评估。

Gloucester场地位于加拿大东部，由松软的Champlain海粘土组成。粘土厚度约21m，轻微超固结，OCR在1.6～2.3之间。地下水位大约在地表以下0.75米。三轴试验得到的不排水土体抗剪强度值在23.8kPa～51.9kPa之间。剪切模量的取值范围为12.54MPa～21.93MPa。泊松比假设为0.3。假定桩的半径为10cm。试验桩的平均沉桩速度约2cm/s。

为获得桩周土体初始超孔隙水压力沿深度分布情况，采用如图2的桩周土体超孔隙水压分布简化曲线。具体方法及步骤如下：

(1)通过现场资料和原位试验获得土体参数，根据施工方案获得沉桩设计参数。

(2)依据土体及沉桩参数，查各归一化参数对比例因子的影响关系图，确定与各参数相关的比例因子；

(3)结合桩周土体超孔隙水压分布标准曲线的系数，计算得到桩周土体超孔隙水压分布简化曲线的系数，并将超孔隙水压最大值代入，得出桩周土体超孔隙水压分布情况如图9所示。该发明的计算结果和实测值基本吻合。

本发明上述实施例所提供的方法，具有如下优点：

(1)由于本发明的方法通过地质资料和试验资料，确定工作区土体参数，结合施工方案，依据给出的不同参数对比例因子的影响规律及超孔隙水压分布简化曲线各部分系数κ₀₁,κ₁₂,d_Δu＝0,κ₂₃,κ₃₄,Δu_max,d₃得到预测公式，最终计算出所述超孔隙水压力的分布情况。

(2)本发明原理简单，具有计算精度高等优点，能提高经济效益，具有较强实用性。通过与现场实测比较，也证实了本发明所建立的超孔隙水压力分布曲线、所总结的与各参数相关的比例因子以及采用的超孔隙水压力分布情况预测公式的有效性。

因本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神或范围。尽管也已描述了本发明的实施例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (8)

1.一种沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度变化的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取静压沉桩场地内的土体参数和沉桩参数，其中，所述土体参数包括：不排水抗剪强度c_u、弹性模量E以及超固结比OCR，所述沉桩设计参数包括：桩径R_p和沉桩深度z_p；

S2：根据S1中所获取的所述土体参数和沉桩设计参数，分别得到每个参数对应的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数的比例因子；

S3：根据S2中所得到的所述比例因子，并结合桩周土体超孔隙水压力分布标准曲线的系数，求得桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数，得到沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度分布情况。

2.根据权利要求1所述的沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度变化的预测方法，其特征在于，S2中，所述桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线包括P₀P₁、P₁P₂、P₂P₃、P₃P₄四段分段曲线，其中P₀P₁、P₂P₃、P₃P₄为直线段，P₁P₂为对数曲线，桩周土体超孔隙水压力Δu的预测公式包括：

Δu＝κ₀₁·d 0＜d≤d₁；

Δu＝κ₂₃·(d-d₃)+Δu_max d₂＜d≤d₃；

Δu＝κ₃₄·(d-d₃)+Δu_max d₃＜d≤d₄；

其中，κ₀₁、κ₂₃、κ₃₄分别为桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₀P₁、P₂P₃、P₃P₄分段曲线的斜率，κ₁₂、d_Δu＝0为桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₁P₂分段对数曲线的系数；d₁、d₂、d₃、d₄分别为各分段曲线的交点P₁、P₂、P₃、P₄的横坐标值；d为深度；Δu_max为超孔隙水压力最大值；

针对桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₂P₃、P₃P₄分段曲线，对超孔隙水压进行归一化处理，得到归一化的超孔隙水压Δu的预测公式：

3.根据权利要求2所述的沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度变化的预测方法，其特征在于，所述桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数分别表示为：

其中，

分别为对桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₂P₃、P₃P₄分段曲线的超孔隙水压进行归一化处理后所得曲线斜率；ζ_*为桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数的比例因子；上标S表示该参数为桩周土体超孔隙水压力分布标准曲线系数的比例因子；α_p为超孔隙水压力最大值所处深度与沉桩深度比值；为归一化超孔隙水压力最大值，Δu₀表示通过解析解得到的最大孔隙水压，归一化参数ψ为与比例系数α_p、沉桩深度z_p、桩径R_p、不排水抗剪强度c_u、弹性模量E以及超固结比OCR相关的复合函数，作为归一化的最大孔隙水压计算公式的因变量；

分别为桩径R_p ^S＝0.22m、不排水抗剪强度c_u ^S＝24.3kPa、弹性模量E^S＝10917kPa、超固结比OCR^S＝2时对应的桩周土体超孔隙水压力分布标准曲线的系数；

所述κ₀₁、κ₁₂、d_Δu＝0、与沉桩深度z_p无关，但受桩径R_p、不排水抗剪强度c_u、弹性模量E以及超固结比OCR的影响，超孔隙水压力最大值Δu_max同时沉桩深度z_p、桩径R、不排水抗剪强度c_u、弹性模量E以及超固结比OCR的影响；

d₃通过贯入深度比值和贯入深度的相关关系获得。

4.根据权利要求3所述的沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度变化的预测方法，其特征在于，所述的值分别为：

5.根据权利要求3所述的沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度变化的预测方法，其特征在于，所述ψ的计算公式为：

其中，η^*为归一化的土体参数和沉桩设计参数。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度变化的预测方法，其特征在于，所述桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数的比例因子包括：桩径比例因子弹性模量比例因子ξ^E、不排水抗剪强度比例因子以及超固结比比例因子ξ^OCR。

7.根据权利要求6所述的沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度变化的预测方法，其特征在于，所述桩径比例因子包括：分别为与桩径相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₀P₁、P₂P₃、P₃P₄分段直线斜率的比例因子，与桩径相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₁P₂分段对数曲线系数的比例因子，通过桩径对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律获得；

所述弹性模量比例因子ξ^E包括：分别为与弹性模量相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₀P₁、P₂P₃、P₃P₄分段直线的斜率的比例因子，为与弹性模量相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₁P₂分段对数曲线系数的比例因子，通过弹性模量对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律来获得；

所述不排水抗剪强度比例因子包括：分别为与不排水抗剪强度相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₀P₁、P₂P₃、P₃P₄分段直线斜率的比例因子，为与不排水抗剪强度相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₁P₂分段对数曲线系数的比例因子，通过不排水抗剪强度对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律来获得；

所述超固结比比例因子ξ^OCR包括：分别为与超固结比相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₀P₁、P₂P₃、P₃P₄分段直线斜率的比例因子，为与超固结比相关的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线中P₁P₂分段对数曲线系数的比例因子，通过超固结比对静压沉桩过程中桩周土体超孔隙水压分布的影响规律来获得。

8.根据权利要求7所述的快沉桩过程中桩周土体超孔隙水压力沿深度变化的预测方法，其特征在于，S3中，所述的桩周土体超孔隙水压力分布简化曲线系数的预测公式包括：