CN112284934B - 一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法 - Google Patents
一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112284934B CN112284934B CN202011150057.1A CN202011150057A CN112284934B CN 112284934 B CN112284934 B CN 112284934B CN 202011150057 A CN202011150057 A CN 202011150057A CN 112284934 B CN112284934 B CN 112284934B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arch
- loess cave
- coupon
- existing loess
- cave dwelling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 171
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 33
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 33
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 10
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 10
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/24—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady shearing forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法，包括步骤：一、既有黄土窑洞拱券结构简化处理；二、获取既有黄土窑洞拱券几何参数；三、计算既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线；四、实测既有黄土窑洞拱券底面拱轴线；步骤五、对比理论合理拱轴线和实测拱券底面拱轴线，确定既有黄土窑洞的受力类型；六、在确定受力类型的既有黄土窑洞拱券底面取土样进行力学实验；七、既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估。本发明通过判断实测拱券底面拱轴线和计算获取的理论合理拱轴线之间位置关系确定拱券受力类型，有针对性的科学合理评估既有黄土窑洞计算拱券竖向承能载力，为后期既有黄土窑洞加固提供有效数据依据。
Description
技术领域
本发明属于黄土窑洞拱券竖向承载力评估技术领域，具体涉及一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法。
背景技术
窑洞是中国北方黄土高原上特有的民居形式，具有十分浓厚的汉族民俗风情和乡土气息，黄土窑洞是黄土建筑的典型建筑形式，是一种冬暖夏凉、绿色、环保、无污染、低能耗的建筑形式，随着可持续发展和绿色建筑理念的兴起，窑洞建筑得到了社会的认可，而拱券是一种建筑结构，又称券洞、法圈、法券。它除了竖向荷重时具有良好的承重特性外，还起着装饰美化的作用，其外形为圆弧状，由于各种建筑类型的不同，拱券的形式略有变化，窑洞顶部的上覆岩土是影响窑洞稳定性的重要因素，确定既有黄土窑洞拱券竖向承载力是保障窑洞安全使用的重要前提，然而目前国内外相关规范对窑洞建筑承载力评估涉及甚少，因此，现如今缺少一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法，通过计算获取既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的合理拱轴线，通过判断实测既有黄土窑洞拱券底面拱轴线和既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的合理拱轴线之间的位置关系确定拱券受力类型，并通过拱券土体的力学性能参数比较，有针对性的科学合理评估既有黄土窑洞计算拱券的竖向承能载力，该评估方法简单实用、科学合理、准确度高，拱券竖向承载力评估高效可靠，为后期的既有黄土窑洞加固提供有效数据依据，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、既有黄土窑洞拱券结构简化处理：将既有黄土窑洞拱券结构简化为三铰拱结构；
步骤二、获取既有黄土窑洞拱券几何参数：测量既有黄土窑洞拱券几何参数，所述既有黄土窑洞拱券几何参数包括既有黄土窑洞的拱券跨度、拱券矢高、窑腿高度；
步骤三、根据公式计算既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y，其中，x为既有黄土窑洞拱券宽度自变量，f为既有黄土窑洞的拱券矢高，γ为既有黄土窑洞拱券上覆土容重，m为常数且/>h为黄土窑洞窑腿高度，/>l为黄土窑洞拱券跨度，ch为双曲余弦函数；
步骤四、实测既有黄土窑洞拱券底面拱轴线；
步骤五、对比理论合理拱轴线和实测拱券底面拱轴线，确定既有黄土窑洞的受力类型：对比既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y和实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线，当既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y和实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线相符，或者既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y位于实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线下侧时，此时，拱券土体全部受压；
当既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y位于实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线上侧时，此时既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y以下的拱券土体全部受拉，既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y和实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线之间形成土体受拉区域；
六、在确定受力类型的既有黄土窑洞拱券底面取土样进行力学实验：将拱券土体全部受压的既有黄土窑洞视为受压类型的既有黄土窑洞，以既有黄土窑洞拱券底面拱轴线为计算曲线，竖向荷载为上覆土体的自重，对既有黄土窑洞拱券土体按三铰拱结构进行计算，找出上覆土体形成的受压区域土体压应力最大值区域，并在受压区域土体压应力最大值区域取三个土样进行无侧限抗压强度试验，得到受压区域土体压应力最大值区域土体的压应力实际值；
将拱券土体全部受拉的既有黄土窑洞视为受拉类型的既有黄土窑洞，以受拉区域中心拱轴线为计算曲线，竖向荷载为受拉区域土体的自重，对既有黄土窑洞拱券受拉区域土体按三铰拱结构进行计算，找出受拉区域土体剪应力最大值区域，并在受拉区域土体剪应力最大值区域取三个土样进行直剪试验和无侧限抗压强度试验，得到受拉区域土体剪应力最大值区域土体的剪应力实际值；
步骤七、实现既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估：针对受压类型的既有黄土窑洞，将受压区域土体压应力最大值区域土体的压应力实际值与对应的压应力计算值比较，当压应力计算值大于压应力实际值时，说明既有黄土窑洞拱券竖向承载力不满足要求；当压应力计算值不大于压应力实际值时，说明既有黄土窑洞拱券竖向承载力满足要求；
针对受拉类型的既有黄土窑洞，将受拉区域土体剪应力最大值区域土体的剪应力实际值与对应的剪应力计算值比较，当剪应力计算值大于剪应力实际值时，说明既有黄土窑洞拱券竖向承载力不满足要求；当剪应力计算值不大于剪应力实际值时，说明既有黄土窑洞拱券竖向承载力满足要求。
上述的一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法，其特征在于：步骤四中，采用水准仪和塔尺实测既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线。
上述的一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法，其特征在于：步骤六中，在受压区域土体压应力最大值区域采用切割方法取三个土样进行无侧限抗压强度试验。
上述的一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法，其特征在于：步骤六中，在受拉区域土体剪应力最大值区域采用切割方法取三个土样进行直剪试验和无侧限抗压强度试验，其中，直剪试验得到受拉区域土体剪应力最大值区域土体的粘聚力和内摩擦角值，无侧限抗压强度试验得到受拉区域土体剪应力最大值区域土体的法向应力，根据公式计算受拉区域土体剪应力最大值区域土体的剪应力实际值τ，σ为受拉区域土体剪应力最大值区域土体的法向应力，/>为受拉区域土体剪应力最大值区域土体的内摩擦角值，c为受拉区域土体剪应力最大值区域土体的粘聚力。
上述的一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法，其特征在于：步骤六中，在受压区域土体压应力最大值区域取三个土样进行无侧限抗压强度试验，得到三个压应力实测值，当三个压应力实测值的极差大于0.15，剔除一个异常值，利用另两个压应力实测值的均值作为受压区域土体压应力最大值区域土体的压应力实际值；当三个压应力实测值的极差不大于0.15，利用三个压应力实测值的均值作为受压区域土体压应力最大值区域土体的压应力实际值。
上述的一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法，其特征在于：步骤六中，在受拉区域土体剪应力最大值区域取三个土样进行直剪试验和无侧限抗压强度试验，得到三个剪应力实测值，当三个剪应力实测值的极差大于0.15，剔除一个异常值，利用另两个剪应力实测值的均值作为受拉区域土体剪应力最大值区域土体的剪应力实际值；当三个剪应力实测值的极差不大于0.15，利用三个剪应力实测值的均值作为受拉区域土体剪应力最大值区域土体的剪应力实际值。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明将既有黄土窑洞拱券结构简化为三铰拱结构，既有黄土窑洞拱券在竖向荷载作用下，除产生竖向反力外，还产生水平推力，推力对拱的内力产生重要的影响，方便对既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估，便于推广使用。
2、本发明通过计算获取既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线，通过判断实测既有黄土窑洞拱券底面拱轴线和既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线之间的位置关系确定拱券受力类型，有针对性的计算拱券竖向承载力，拱券竖向承载力评估高效可靠，使用效果好。
3、本发明方法步骤简单，通过既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线将实际的黄土窑洞拱券分为三种类型，即既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y和实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线相符，或者既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y位于实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线下侧，或者既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y位于实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线上侧，前两种类型下拱券土体全部受压；后者拱券土体全部受拉，既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估高效可靠，便于推广使用。
综上所述，本发明通过计算获取既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线，通过判断实测既有黄土窑洞拱券底面拱轴线和既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线之间的位置关系确定拱券受力类型，有针对性的计算拱券竖向承载力，拱券竖向承载力评估高效可靠，为后期的既有黄土窑洞加固提供有效数据依据，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明既有黄土窑洞拱券结构简化为三铰拱结构的结构示意图。
图2为本发明实测既有黄土窑洞拱券底面拱轴线位于理论合理拱轴线之上的结构示意图。
图3为本发明实测既有黄土窑洞拱券底面拱轴线位于理论合理拱轴线之下的结构示意图。
图4为本发明的方法流程框图。
附图标记说明:
1—地基土； 2—窑脚； 3—理论合理拱轴线；
4—第一实测拱轴线； 5—第二实测拱轴线。
具体实施方式
如图1至图4所示，本发明的一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法，包括以下步骤：
步骤一、既有黄土窑洞拱券结构简化处理：将既有黄土窑洞拱券结构简化为三铰拱结构；
需要说明的是，将既有黄土窑洞拱券结构简化为三铰拱结构，既有黄土窑洞拱券在竖向荷载作用下，除产生竖向反力外，还产生水平推力，推力对拱的内力产生重要的影响，方便对既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估，如图1所示。
步骤二、获取既有黄土窑洞拱券几何参数：测量既有黄土窑洞拱券几何参数，所述既有黄土窑洞拱券几何参数包括既有黄土窑洞的拱券跨度、拱券矢高、窑腿高度；
步骤三、根据公式计算既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y，其中，x为既有黄土窑洞拱券宽度自变量，f为既有黄土窑洞的拱券矢高，γ为既有黄土窑洞拱券上覆土容重，m为常数且/>h为黄土窑洞窑腿高度，/>l为黄土窑洞拱券跨度，ch为双曲余弦函数；
步骤四、实测既有黄土窑洞拱券底面拱轴线；
本实施例中，步骤四中，采用水准仪和塔尺实测既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线。
需要说明的是，通过计算获取既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线，通过判断实测既有黄土窑洞拱券底面拱轴线和既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线之间的位置关系确定拱券受力类型，有针对性的计算拱券竖向承载力，拱券竖向承载力评估高效可靠。
步骤五、对比理论合理拱轴线和实测拱券底面拱轴线，确定既有黄土窑洞的受力类型：对比既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y和实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线，当既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y和实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线相符，或者既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y位于实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线下侧时，此时，拱券土体全部受压；
当既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y位于实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线上侧时，此时既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y以下的拱券土体全部受拉，既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y和实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线之间形成土体受拉区域；
六、在确定受力类型的既有黄土窑洞拱券底面取土样进行力学实验：将拱券土体全部受压的既有黄土窑洞视为受压类型的既有黄土窑洞，以既有黄土窑洞拱券底面拱轴线为计算曲线，竖向荷载为上覆土体的自重，对既有黄土窑洞拱券土体按三铰拱结构进行计算，找出上覆土体形成的受压区域土体压应力最大值区域，并在受压区域土体压应力最大值区域取三个土样进行无侧限抗压强度试验，得到受压区域土体压应力最大值区域土体的压应力实际值；
将拱券土体全部受拉的既有黄土窑洞视为受拉类型的既有黄土窑洞，以受拉区域中心拱轴线为计算曲线，竖向荷载为受拉区域土体的自重，对既有黄土窑洞拱券受拉区域土体按三铰拱结构进行计算，找出受拉区域土体剪应力最大值区域，并在受拉区域土体剪应力最大值区域取三个土样进行直剪试验和无侧限抗压强度试验，得到受拉区域土体剪应力最大值区域土体的剪应力实际值；
步骤七、实现既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估：针对受压类型的既有黄土窑洞，将受压区域土体压应力最大值区域土体的压应力实际值与对应的压应力计算值比较，当压应力计算值大于压应力实际值时，说明既有黄土窑洞拱券竖向承载力不满足要求；当压应力计算值不大于压应力实际值时，说明既有黄土窑洞拱券竖向承载力满足要求；
针对受拉类型的既有黄土窑洞，将受拉区域土体剪应力最大值区域土体的剪应力实际值与对应的剪应力计算值比较，当剪应力计算值大于剪应力实际值时，说明既有黄土窑洞拱券竖向承载力不满足要求；当剪应力计算值不大于剪应力实际值时，说明既有黄土窑洞拱券竖向承载力满足要求。
本实施例中，步骤六中，在受压区域土体压应力最大值区域采用切割方法取三个土样进行无侧限抗压强度试验。
本实施例中，步骤六中，在受压区域土体压应力最大值区域取三个土样进行无侧限抗压强度试验，得到三个压应力实测值，当三个压应力实测值的极差大于0.15，剔除一个异常值，利用另两个压应力实测值的均值作为受压区域土体压应力最大值区域土体的压应力实际值；当三个压应力实测值的极差不大于0.15，利用三个压应力实测值的均值作为受压区域土体压应力最大值区域土体的压应力实际值。
如图2所示，本实施例中，既有黄土窑洞底部为地基土1，既有黄土窑洞剖面结构包括地基土1以上的窑脚2和位于窑脚2顶部的拱券，根据公式计算既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y即为图2中的理论合理拱轴线3位置，既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y位于实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线下侧，实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线即为图2中的第一实测拱轴线4位置，既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y和实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线相符时，图2中的第一实测拱轴线4与理论合理拱轴线3位置重合。
如图3所示，本实施例中，既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y位于实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线上侧，实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线即为图3中的第二实测拱轴线5位置，图2中的第二实测拱轴线5与理论合理拱轴线3位置土体之间形成土体受拉区域。
本实施例中，步骤六中，在受拉区域土体剪应力最大值区域采用切割方法取三个土样进行直剪试验和无侧限抗压强度试验，其中，直剪试验得到受拉区域土体剪应力最大值区域土体的粘聚力和内摩擦角值，无侧限抗压强度试验得到受拉区域土体剪应力最大值区域土体的法向应力，根据公式计算受拉区域土体剪应力最大值区域土体的剪应力实际值τ，σ为受拉区域土体剪应力最大值区域土体的法向应力，/>为受拉区域土体剪应力最大值区域土体的内摩擦角值，c为受拉区域土体剪应力最大值区域土体的粘聚力。
本实施例中，步骤六中，在受拉区域土体剪应力最大值区域取三个土样进行直剪试验和无侧限抗压强度试验，得到三个剪应力实测值，当三个剪应力实测值的极差大于0.15，剔除一个异常值，利用另两个剪应力实测值的均值作为受拉区域土体剪应力最大值区域土体的剪应力实际值；当三个剪应力实测值的极差不大于0.15，利用三个剪应力实测值的均值作为受拉区域土体剪应力最大值区域土体的剪应力实际值。
本发明通过既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线将实际的黄土窑洞拱券分为三种类型，即既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y和实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线相符，或者既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y位于实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线下侧，或者既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y位于实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线上侧，前两种类型下拱券土体全部受压；后者拱券土体全部受拉，既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估高效可靠。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，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、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、既有黄土窑洞拱券结构简化处理：将既有黄土窑洞拱券结构简化为三铰拱结构；
步骤二、获取既有黄土窑洞拱券几何参数：测量既有黄土窑洞拱券几何参数，所述既有黄土窑洞拱券几何参数包括既有黄土窑洞的拱券跨度、拱券矢高、窑腿高度；
步骤三、根据公式计算既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y，其中，x为既有黄土窑洞拱券宽度自变量，f为既有黄土窑洞的拱券矢高，γ为既有黄土窑洞拱券上覆土容重，m为常数且/>h为黄土窑洞窑腿高度，/>l为黄土窑洞拱券跨度，ch为双曲余弦函数；
步骤四、实测既有黄土窑洞拱券底面拱轴线；
步骤五、对比理论合理拱轴线和实测拱券底面拱轴线，确定既有黄土窑洞的受力类型：对比既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y和实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线，当既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y和实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线相符，或者既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y位于实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线下侧时，此时，拱券土体全部受压；
当既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y位于实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线上侧时，此时既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y以下的拱券土体全部受拉，既有黄土窑洞拱券沿拱轴均匀分布的竖向荷载作用时的理论合理拱轴线y和实测的既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线之间形成土体受拉区域；
六、在确定受力类型的既有黄土窑洞拱券底面取土样进行力学实验：将拱券土体全部受压的既有黄土窑洞视为受压类型的既有黄土窑洞，以既有黄土窑洞拱券底面拱轴线为计算曲线，竖向荷载为上覆土体的自重，对既有黄土窑洞拱券土体按三铰拱结构进行计算，找出上覆土体形成的受压区域土体压应力最大值区域，并在受压区域土体压应力最大值区域取三个土样进行无侧限抗压强度试验，得到受压区域土体压应力最大值区域土体的压应力实际值；
将拱券土体全部受拉的既有黄土窑洞视为受拉类型的既有黄土窑洞，以受拉区域中心拱轴线为计算曲线，竖向荷载为受拉区域土体的自重，对既有黄土窑洞拱券受拉区域土体按三铰拱结构进行计算，找出受拉区域土体剪应力最大值区域，并在受拉区域土体剪应力最大值区域取三个土样进行直剪试验和无侧限抗压强度试验，得到受拉区域土体剪应力最大值区域土体的剪应力实际值；
步骤七、实现既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估：针对受压类型的既有黄土窑洞，将受压区域土体压应力最大值区域土体的压应力实际值与对应的压应力计算值比较，当压应力计算值大于压应力实际值时，说明既有黄土窑洞拱券竖向承载力不满足要求；当压应力计算值不大于压应力实际值时，说明既有黄土窑洞拱券竖向承载力满足要求；
针对受拉类型的既有黄土窑洞，将受拉区域土体剪应力最大值区域土体的剪应力实际值与对应的剪应力计算值比较，当剪应力计算值大于剪应力实际值时，说明既有黄土窑洞拱券竖向承载力不满足要求；当剪应力计算值不大于剪应力实际值时，说明既有黄土窑洞拱券竖向承载力满足要求。
2.按照权利要求1所述的一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法，其特征在于：步骤四中，采用水准仪和塔尺实测既有黄土窑洞拱券底面实际拱轴线。
3.按照权利要求1所述的一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法，其特征在于：步骤六中，在受压区域土体压应力最大值区域采用切割方法取三个土样进行无侧限抗压强度试验。
4.按照权利要求1所述的一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法，其特征在于：步骤六中，在受拉区域土体剪应力最大值区域采用切割方法取三个土样进行直剪试验和无侧限抗压强度试验，其中，直剪试验得到受拉区域土体剪应力最大值区域土体的粘聚力和内摩擦角值，无侧限抗压强度试验得到受拉区域土体剪应力最大值区域土体的法向应力，根据公式计算受拉区域土体剪应力最大值区域土体的剪应力实际值τ，σ为受拉区域土体剪应力最大值区域土体的法向应力，/>为受拉区域土体剪应力最大值区域土体的内摩擦角值，c为受拉区域土体剪应力最大值区域土体的粘聚力。
5.按照权利要求1所述的一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法，其特征在于：步骤六中，在受压区域土体压应力最大值区域取三个土样进行无侧限抗压强度试验，得到三个压应力实测值，当三个压应力实测值的极差大于0.15，剔除一个异常值，利用另两个压应力实测值的均值作为受压区域土体压应力最大值区域土体的压应力实际值；当三个压应力实测值的极差不大于0.15，利用三个压应力实测值的均值作为受压区域土体压应力最大值区域土体的压应力实际值。
6.按照权利要求1所述的一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法，其特征在于：步骤六中，在受拉区域土体剪应力最大值区域取三个土样进行直剪试验和无侧限抗压强度试验，得到三个剪应力实测值，当三个剪应力实测值的极差大于0.15，剔除一个异常值，利用另两个剪应力实测值的均值作为受拉区域土体剪应力最大值区域土体的剪应力实际值；当三个剪应力实测值的极差不大于0.15，利用三个剪应力实测值的均值作为受拉区域土体剪应力最大值区域土体的剪应力实际值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011150057.1A CN112284934B (zh) | 2020-10-23 | 2020-10-23 | 一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011150057.1A CN112284934B (zh) | 2020-10-23 | 2020-10-23 | 一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112284934A CN112284934A (zh) | 2021-01-29 |
| CN112284934B true CN112284934B (zh) | 2023-11-14 |
Family
ID=74424841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011150057.1A Active CN112284934B (zh) | 2020-10-23 | 2020-10-23 | 一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112284934B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115492419B (zh) * | 2022-10-31 | 2023-12-01 | 陕西省建筑科学研究院有限公司 | 一种木桁架加固黄土窑洞拱券顶部受拉区土体的施工方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1525011A (zh) * | 2003-09-15 | 2004-09-01 | 云 蒙 | 提高拱桥承载力的消能法 |
| CN101059408A (zh) * | 2007-05-15 | 2007-10-24 | 吉林省交通科学研究所 | 桥梁超长大直径桩基承载力测试方法 |
| CN104213718A (zh) * | 2014-09-29 | 2014-12-17 | 郑州大学 | 拱券式农房拱脚滑移控制系统及施工工艺 |
-
2020
- 2020-10-23 CN CN202011150057.1A patent/CN112284934B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1525011A (zh) * | 2003-09-15 | 2004-09-01 | 云 蒙 | 提高拱桥承载力的消能法 |
| CN101059408A (zh) * | 2007-05-15 | 2007-10-24 | 吉林省交通科学研究所 | 桥梁超长大直径桩基承载力测试方法 |
| CN104213718A (zh) * | 2014-09-29 | 2014-12-17 | 郑州大学 | 拱券式农房拱脚滑移控制系统及施工工艺 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 基于土拱效应室内模型试验的理论分析;陈强;梁海安;郭瑞峰;阚霏云;邵伟;吕美美;;重庆建筑(第03期);全文 * |
| 基于拱券结构受力机理的黄土窑洞加固方法;张风亮;朱武卫;田鹏刚;;陕西建筑(第10期);全文 * |
| 抗滑桩桩后土拱形状及影响因素;吕庆;孙红月;尚岳全;;哈尔滨工业大学学报(第04期);全文 * |
| 明代石拱桥襟湖桥保护技术研究;淳庆;汤晔峥;潘建伍;董运宏;;文物保护与考古科学(第03期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112284934A (zh) | 2021-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106120878B (zh) | 一种地基极限承载力及容许承载力的载荷试验测定方法 | |
| CN103149094B (zh) | 早期龄混凝土拉伸徐变的测量方法 | |
| CN201520988U (zh) | 实体群桩竖向抗拔静载荷试验系统 | |
| CN109470580B (zh) | 一种评价我国不同海域粘性土强度参数的方法 | |
| Vardanega et al. | Laboratory measurement of strength mobilisation in kaolin: link to stress history | |
| CN102507067B (zh) | 基于振弦传感技术的预应力锚索受力状态实时监测系统 | |
| CN101929930A (zh) | 一种水泥28天胶砂抗压强度快速预测方法 | |
| CN104268377A (zh) | 一种基于煤岩工业组分的脆性指数确定方法 | |
| CN112284934B (zh) | 一种既有黄土窑洞拱券竖向承载力评估方法 | |
| CN113326555B (zh) | 一种基土永久变形的快速预估方法 | |
| CN111287227A (zh) | 一种碎石土高填方地基桩侧摩阻力测试方法及装置 | |
| CN105181934A (zh) | 基于一维等应变和应力松弛试验估算软土次固结系数方法 | |
| CN101705678A (zh) | 静力触探方法 | |
| Fateh et al. | Study of soil disturbance effect on bearing capacity of helical pile by experimental modelling in FCV | |
| CN101046098B (zh) | 单桩竖向抗压静载试验的改进测试方法 | |
| Al-Zoubi | Consolidation analysis using the settlement rate-settlement (SRS) method | |
| CN106991253A (zh) | 基于孔隙的重塑软土次固结系数非线性描述方法 | |
| CN104480977A (zh) | 一种岩石锚杆基础抗拔荷载试验装置 | |
| Yin et al. | Two-stage wetting deformation behaviour of rock-fill material | |
| CN102660967B (zh) | 寒区单桩经验流变预报方程的确定方法 | |
| CN110468819B (zh) | 一种临坡土质地基破坏模式的判定方法 | |
| CN205857256U (zh) | 载体桩贯入度测量仪 | |
| CN206220137U (zh) | 一种测量并分析填土钢管桩沉降及应变特性的实验装置 | |
| Wei et al. | Study on wettig behavior of coarse grained soil in triaxial test | |
| CN109932116B (zh) | 一种侧摩阻力及端承力测试系统与测量方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |