CN112861409B - 单桩基础承载能力计算方法、系统、存储介质及设备 - Google Patents

单桩基础承载能力计算方法、系统、存储介质及设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及单桩基础承载能力计算方法、系统、存储介质及设备，包括，通过实验获取地基材料的摩尔库伦峰值强度指标和摩尔‑库伦残余强度指标，根据获取的试验参数，建立基于MC准则的强度折减模型；基于有限元方法，使用ABAQUS提供的USDFLD用户子程序编写强度折减模型，能够自动实现材料在受压破坏后发生的强度折减；并根据基于MC准则的强度折减模型确定海上风机嵌岩桩的P‑Y曲线，实现对于嵌岩单桩基础承载能力的确定。该方法简单易行，易收敛，计算效率高。

Description

单桩基础承载能力计算方法、系统、存储介质及设备
技术领域
本发明涉及基础工程技术领域，具体为单桩基础承载能力计算方法、系统、存储介质及设备。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
目前国内外针对土质海床中大直径单桩基础的安全设计和分析已有较丰富研究，而对岩基海床上大直径单桩基础的研究相对较少，其基础工程特性、承载机理、长期服役性能评价等方面都有待深入和系统的研究。
我国部分沿海海域岩土材料风化程度差异分布较明显，在高应力状态下岩土材料普遍存在应变软化特性，而工程实践中常用的摩尔库伦准则模型则无法考虑岩石脆性破坏过程中的强度参数变化(即强度折减)，在现有的研究中通过数值方法得到的p-y曲线形式，往往不考虑岩石的应变软化特性，不能真实反映实际地质条件下的基础水平承载特性。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种简单易用的、考虑地基材料强度折减的方法，基于此强度折减模型探究桩基的p-y曲线可为海上风电嵌岩单桩桩基础设计和分析计算提供重要参考。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供单桩基础承载能力计算方法，包括以下步骤：
S1：通过实验获取地基材料的摩尔库伦峰值强度指标和摩尔-库伦残余强度指标，根据获取的试验参数，以编写USDFLD子程序的方式建立基于MC准则的强度折减模型；
S2：建立基础和地基有限元模型，将岩土体的强度指标与场变量进行关联；
S3：在步骤S2的有限元模型中嵌入步骤S1中的强度折减模型进行有限元计算；
S4：基于步骤S1中的强度折减模型，建立p-y曲线有限元模型，将岩土体的强度指标与场变量进行关联；
S5：获取地基水平抗力P；
S6：联合地基水平抗力P与水平位移Y，参照已知的p-y数据确定p-y曲线的基本函数形式，通过数据处理软件得到不同深度处的嵌岩桩p-y曲线。
S1的具体步骤如下：
通过室内三轴压缩试验，得到岩土试样在不同围压σ3下的全过程的应力应变曲线，获得峰值应力σp和残余应力σr；利用MC破坏准则，由不同围压σ3下的峰值应力σp和残余应力σr，绘制脆性破坏前后的一系列莫尔圆，计算出峰值强度指标—峰值粘聚力cp、峰值内摩擦角
Figure BDA0002954142800000021
和残余强度指标—残余粘聚力cr、残余内摩擦角
Figure BDA0002954142800000022
基于摩尔库伦强度准则，当岩土材料的应力状态位于屈服面以内时，材料呈现线弹性；当应力状态位于屈服面时，材料呈现纯塑性；材料一旦屈服将不再产生弹性应变，而只产生塑性应变，此时塑性应变的增量就等于应变的增量；在每个增量步开始时，通过ABAQUS自带的实用程序GETVRM来得到单元积分点处的最大主塑性应变；最大主塑性应变等于0，表明材料未屈服；最大主塑性应变大于0，即表明材料开始屈服；选择一个足够小的数a作为阈值；计算中，一旦监测到最大主塑性应变大于a，立即通过场变量把cp、
Figure BDA0002954142800000031
折减为cr、
Figure BDA0002954142800000032
S2的具体步骤如下：
在ABAQUS软件中建立基础和地基有限元模型，设置尺寸、埋深、材料、网格大小、单元类型等基础模型的参数，设置尺寸、材料、网格大小、单元类型等地基模型的参数，以及边界条件、荷载条件和基础与地基间的接触特性，参数的选取依工程实际而定。
在地基的材料属性设置中，建立两个场变量，分别关联至摩尔-库伦强度指标的黏聚力和内摩擦角，场变量的初值对应于峰值强度指标，场变量的更新值对应于残余强度指标。
S3的具体步骤如下：
在ABAQUS提交任务的界面，引入强度折减模型，提交任务进行有限元计算。
S4的具体步骤如下：
基于S1中的强度折减模型，在ABAQUS软件中建立嵌岩桩计算模型和地基计算模型，设置嵌岩桩计算模型的结构形式、桩径、长度、壁厚、材料参数、单元类型等参数，设置地基计算模型的几何尺寸、材料参数、单元类型等参数，以及设置边界条件、荷载条件和桩与地基间的接触特性，参数的选取依工程实际而定，并在ABAQUS中手动设置输出单元的节点反力。
S5的具体步骤如下：
利用ABAQUS的XY Data功能，输出与桩体直接接触的岩石单元节点力；在多个单元共用的节点上，将所有节点力相加并取相反数得到节点外力；在划分网格时，沿嵌岩桩深度方向每一米一个单元，通过同一埋深且与桩体直接接触的所有岩石单元节点的节点外力之和，得到这一米深度范围内的地基水平抗力P，并逐步输出不同埋深的地基水平抗力；在桩顶施加水平力，验证求出总的地基水平抗力与桩顶水平荷载之间的误差。
S6的具体步骤如下：
利用ABAQUS的XY Data功能，输出位于对称面上、与桩体直接接触的单元节点的水平位移Y；将同一时间、同一深度的地基水平抗力P与水平位移Y进行联合，得到不同深度处嵌岩桩的p-y曲线数据。
参照规范中砂土的p-y曲线，确定中风化岩石p-y曲线的基本函数形式，确定函数中各系数与深度的关系，最终可通过数据处理软件(EXCEL或MATLAB)得到不同深度处嵌岩桩的P-Y曲线图。
本发明的第二个方面提供基于上述计算方法的单桩基础承载能力计算系统，包括：
信息获取模块，用于获取地基材料的摩尔库伦峰值强度指标和摩尔-库伦残余强度指标；
计算模块，根据获取的试验参数建立基于MC准则的强度折减模型，利用基础和地基有限元模型和p-y曲线有限元模型计算得到得到不同深度处的嵌岩桩p-y曲线。
本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的单桩基础承载能力计算方法中的步骤。
本发明的第四个方面提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的单桩基础承载能力计算方法中的步骤。
与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
基于有限元方法，使用ABAQUS提供的USDFLD用户子程序编写强度折减模型，能够自动实现材料在受压破坏后发生的强度折减；并根据基于MC准则的强度折减模型确定海上风机嵌岩桩的P-Y曲线，实现对于嵌岩单桩基础承载能力的确定。该方法简单易行，易收敛，计算效率高。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明一个或多个实施例提供的基于摩尔库伦强度准则的实现地基材料强度折减的有限元方法的步骤流程图；
图2是本发明一个或多个实施例提供的基于摩尔库伦强度准则的材料的应力应变关系示意图；
图3是本发明一个或多个实施例提供的编写的USDFLD用户子程序源代码；
图4a是本发明一个或多个实施例提供的场变量1与内摩擦角的关联；
图4b是本发明一个或多个实施例提供的场变量2与黏聚力的关联；
图5是本发明一个或多个实施例提供的有限元模型示意图；
图6是本发明一个或多个实施例提供的海上风机嵌岩单桩计算模型示意图；
图7a是本发明一个或多个实施例提供的10m埋深p-y曲线示意图；
图7b是本发明一个或多个实施例提供的20m埋深p-y曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一：
本发明所提供的针对海上风电嵌岩单桩桩基础设计中，单桩基础承载能力计算方法，其第一部分为建立基于摩尔库伦强度准则的实现地基材料强度折减的有限元方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1.通过实验，获取地基材料的摩尔库伦峰值强度指标和摩尔-库伦残余强度指标，根据获取的试验参数，编写USDFLD子程序。
通过室内三轴压缩试验，得到岩土试样在不同围压σ3下的全过程的应力应变曲线，获得峰值应力σp和残余应力σr。利用MC破坏准则，由不同围压σ3下的峰值应力σp和残余应力σr，绘制一系列莫尔圆，找出这些莫尔圆的公切线，计算出峰值强度指标—峰值粘聚力cp、峰值内摩擦角
Figure BDA0002954142800000072
和残余强度指标—残余粘聚力cr、残余内摩擦角
Figure BDA0002954142800000071
在每个增量步开始时，通过ABAQUS(工程模拟的有限元软件)自带的实用程序GETVRM来得到单元积分点处的最大主塑性应变。最大主塑性应变等于0，表明材料未屈服；最大主塑性应变大于0，即表明材料开始屈服。具体实施时，我们可以选择一个足够小的数a作为阈值。计算中，一旦监测到最大主塑性应变大于a，立即通过场变量把峰值粘聚力cp、峰值内摩擦角
Figure BDA0002954142800000073
折减为残余粘聚力cr、残余内摩擦角
Figure BDA0002954142800000074
基于摩尔库伦强度准则的材料的应力应变关系如图2所示。
依据ABAQUS对用户子程序格式的要求，利用Fortran语言编写相应的USDFLD用户子程序。
S2.在ABAQUS软件中建立基础和地基有限元模型，将岩土体的强度指标与场变量进行关联。
在ABAQUS软件中建立基础和地基有限元模型，设置尺寸、埋深、材料、网格大小、单元类型等基础模型的参数，设置尺寸、材料、网格大小、单元类型等地基模型的参数，以及边界条件、荷载条件和基础与地基间的接触特性。
在地基的材料属性设置中，建立两个场变量，分别关联至摩尔-库伦强度指标的黏聚力和内摩擦角，场变量的初值对应于峰值强度指标，场变量的更新值对应于残余强度指标。场变量1与内摩擦角的关联如图4a所示，场变量2与黏聚力的关联如图4b所示。
如图3-4所示：
CALL-调用ABAQUS中自带的GETVRM来监测塑形应变；
IF-一旦监测到塑性应变的值达到1×10-6，即前文中的a＝1×10-6，即认为进入塑性阶段，立即将弹性阶段的峰值粘聚力cp＝20Kpa、峰值内摩擦角φp＝30°折减为残余粘聚力cr＝10Kpa，残余内摩擦角φr＝10°。
其中程序中：FIELD＝1.0，即cr＝10，φr＝10；
FIELD＝0.0，即cp＝20，φp＝30(如图4a-4b所示)。
S3.在有限元模型中嵌入编写的USDFLD子程序进行有限元计算。
在ABAQUS提交任务的界面，引入编写的USDFLD子程序，提交任务进行有限元计算。
第二部分内容基于摩尔库伦强度准则的强度折减模型，探求适用海上风机嵌岩单桩基础设计的p-y曲线，从而实现对于嵌岩单桩基础承载能力的计算与设计：
S4.在ABAQUS软件中建立p-y曲线有限元模型，将岩土体的强度指标与场变量进行关联。
基于第一部分已经开发的基于MC准则的强度折减模型，在ABAQUS软件中建立嵌岩桩计算模型和地基计算模型，设置嵌岩桩计算模型的结构形式、桩径、长度、壁厚、材料参数、单元类型等参数，设置地基计算模型的几何尺寸、材料参数、单元类型等参数，以及设置边界条件、荷载条件和桩与地基间的接触特性，参数的选取依工程实际而定。并在ABAQUS中手动设置输出单元的节点反力。
S5.获取地基水平抗力P。
利用ABAQUS的XY Data功能，输出与桩体直接接触的岩石单元节点力；在多个单元共用的节点上，将所有节点力相加并取相反数得到节点外力；在划分网格时，沿嵌岩桩深度方向每一米一个单元，通过同一埋深且与桩体直接接触的所有岩石单元节点的节点外力之和，得到这一米深度范围内的地基水平抗力P。并逐步输出不同埋深的地基水平抗力。在桩顶施加水平力，验证求出总的地基水平抗力与桩顶水平荷载之间的误差。
S6.联合地基水平抗力P与水平位移Y，结合规范处理P-Y数据确定P-Y曲线基本函数形式，得到不同深度处的嵌岩桩P-Y曲线。
利用ABAQUS的XY Data功能，输出位于对称面上、与桩体直接接触的单元节点的水平位移Y。将同一时间、同一深度的地基水平抗力P与水平位移Y进行联合，得到了不同深度处嵌岩桩的P-Y曲线数据。
参照港口工程桩基规范《JTS 167-4-2012》中砂土的P-Y曲线，确定中风化岩石P-Y曲线的基本函数形式，确定函数中各系数与深度的关系，最终可通过数据处理软件(EXCEL或MATLAB)得到不同深度处嵌岩桩的P-Y曲线图。
P-Y曲线是岩基海床上大直径单桩基础设计计算过程中用于确定单桩基础承载能力的计算工具，是指在水平荷载作用下，泥面以下某一深度处的土体水平反力与该点桩的挠度之间的关系曲线，在描述桩土相互作用的非线性方面更为合理，是一种常用水平受荷桩设计方法及参考依据。
下面通过数值方法模拟三轴固结试验，以验证所提出的基于摩尔库伦强度准则的实现地基材料强度折减的有限元方法的可行性和适用性。
如图5所示的有限元模型，一个直径5cm，高10cm的圆柱体模型，弹性模量E＝10MPa，泊松比v＝0.3。峰值粘聚力cp＝20kPa，峰值内摩擦角
Figure BDA0002954142800000101
残余粘聚力cr＝10kPa，残余内摩擦角
Figure BDA0002954142800000102
单元类型为CAX4R(四节点双线性轴对称减缩积分四边形单元)，网格尺寸为5mm×5mm。限制轴线的水平位移和矩形底面的竖向位移。在围压σ3＝10kPa下进行固结，采用位移控制方式加载，在模型顶面施加向下1cm的位移荷载(10％的竖向应变)进行剪切试验。
有限元的计算结果可知，模型在达到峰值强度后，发生了强度折减，峰值强度99.26kPa，残余强度38.03kPa。
根据MC破坏准则，当最小主应力确定时，破坏时的最大主应力计算公式为：
Figure BDA0002954142800000111
经过计算，峰值强度的理论值为99.28kPa，残余强度的理论值为38.04kPa，实际计算值与理论值的误差分别为0.020％和0.026％，从而验证了该方法的准确性。
下面通过一个海上风电大直径单桩实例来验证基于摩尔库伦强度准则的强度折减模型，并探求适用海上风机嵌岩单桩基础设计的p-y曲线。
如图6所示，一个海上风机嵌岩单桩计算模型，嵌岩桩采用圆形钢管桩结构，桩径为7m，壁厚为80mm，长度为40m，且全部嵌于岩石中。等效抗弯刚度E＝18551688kPa，泊松比ν＝0.25。单元类型为六面体八节点线性减缩单元，每个单元长宽高尺寸约为0.5m×0.5m×1m。地基计算模型为直径150m，深度100m的圆柱体，弹性模量E＝21770000kPa，泊松比v＝0.3。峰值粘聚力cp＝33950kPa，峰值内摩擦角φp＝53.28，残余粘聚力cr＝11790kPa，残余内摩擦角φr＝50.12。单元类型为六面体八节点线性单元，在桩基附近区域，每个单元横纵高尺寸约为0.5m×0.5m×1m，远离桩基区域每个单元横纵高尺寸约为5m×5m×1m。考虑到对称性，以水平力所在的竖直平面为对称面，取一半进行对称模拟分析。
地基计算模型侧面边界上施加法向位移约束，底面边界上施加三向位移约束，对称面上施加对称约束。地基位于海水中，浮容重按14kN/m3计算，沿深度施加自重应力并与初始地应力场平衡，保证地基不发生沉降，模拟真实地应力场。通过设置位移边界条件，强迫模型桩整体沿水平方向移动，位移依次为0.1m、0.2m、0.3m、0.4m、0.5m、0.6m、0.7m、0.8m、0.9m、1.0m、1.1m、1.2m、1.3m、1.4m、1.5m。桩与地基接触部分设置接触面。接触属性采用主-从算法，选择模型桩上的面为主面，地基上的面为从面。法向接触类型选为硬接触，切线接触类型选为摩擦接触，钢桩与中风化岩石的界面摩擦角取35，则摩擦系数f＝tan35°＝0.7。
计算结束后，利用ABAQUS的XY Data功能，输出与桩体直接接触的岩石单元节点力，并获取节点外力、地基水平抗力。利用ABAQUS的XY Data功能，输出位于对称面上、与桩体直接接触的单元节点的水平位移Y。将同一时间、同一深度的地基水平抗力P与水平位移Y进行联合，就得到了不同深度处的p-y曲线数据。
参照规范中砂土的p-y曲线，确定中风化岩石p-y曲线的基本函数形式如下公式所示。
Figure BDA0002954142800000121
式中：
P—泥面以下Z深度处作用于桩上的水平土抗力标准值(kN/m)；
b—计算系数；
Pu—泥面以下Z深度处单位桩长的极限水平土抗力标准值(kPa)；
K—抗力的初始模量(kN/m3)，此处为21770000kN/m3；
采用上述的公式形式，进行拟合，得到系数b的数值，进一步分析，发现系数b与深度之间存在线性相关性，通过拟合，得到满足系数b的表达式：b＝2.0395+3.5642Z。
并在MATLAB中绘制不同埋深处的p-y曲线，如图7a所示10m埋深p-y曲线示意图和图7b所示20m埋深p-y曲线示意图。根据p-y曲线，体现大直径单桩桩基、地基变形的相关规律，可作为水平荷载下桩基承载力设计的参考依据。
基于有限元方法，使用ABAQUS提供的USDFLD用户子程序，能够自动实现材料在受压破坏后发生的强度折减；并根据基于MC准则的强度折减模型确定海上风机嵌岩桩的P-Y曲线，实现对于嵌岩单桩基础承载能力的确定。该方法简单易行，易收敛，计算效率高。
实施例二：
本实施例提供了实现上述单桩基础承载能力计算方法的系统，包括：
信息获取模块，用于获取地基材料的摩尔库伦峰值强度指标和摩尔-库伦残余强度指标；
计算模块，根据获取的试验参数建立基于MC准则的强度折减模型，利用基础和地基有限元模型和p-y曲线有限元模型计算得到得到不同深度处的嵌岩桩p-y曲线。
实施例三：
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例一中所述的单桩基础承载能力计算方法中的步骤。
本实施例基于有限元方法，使用ABAQUS提供的USDFLD用户子程序，能够自动实现材料在受压破坏后发生的强度折减；并根据基于MC准则的强度折减模型确定海上风机嵌岩桩的P-Y曲线，实现对于嵌岩单桩基础承载能力的确定。该方法简单易行，易收敛，计算效率高。
实施例四：
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例一中所述的单桩基础承载能力计算方法中的步骤。
本实施例基于有限元方法，使用ABAQUS提供的USDFLD用户子程序，能够自动实现材料在受压破坏后发生的强度折减；并根据基于MC准则的强度折减模型确定海上风机嵌岩桩的P-Y曲线，实现对于嵌岩单桩基础承载能力的确定。该方法简单易行，易收敛，计算效率高。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.单桩基础承载能力计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：通过实验获取地基材料的摩尔库伦峰值强度指标和摩尔-库伦残余强度指标，根据获取的试验参数，建立基于MC准则的强度折减模型；所述步骤S1包括，通过室内三轴压缩试验，得到岩土试样在不同围压σ3下的全过程的应力应变曲线，获得峰值应力σp和残余应力σr；利用MC破坏准则，由不同围压σ3下的峰值应力σp和残余应力σr，绘制脆性破坏前后的一系列莫尔圆，计算出峰值强度指标-峰值粘聚力cp、峰值内摩擦角
Figure FDA0003583631980000011
和残余强度指标-残余粘聚力cr、残余内摩擦角
Figure FDA0003583631980000012
根据试验确定的峰值强度指标和残余强度指标建立强度折减模型的过程为，在每个增量步开始时，通过ABAQUS自带的实用程序GETVRM来得到单元积分点处的最大主塑性应变，计算中，一旦监测到最大主塑性应变大于阈值，立即通过场变量把峰值粘聚力cp、峰值内摩擦角
Figure FDA0003583631980000013
折减为残余粘聚力cr、残余内摩擦角
Figure FDA0003583631980000014
S2：建立基础和地基有限元模型，将岩土体的强度指标与场变量进行关联；
S3：在步骤S2的有限元模型中嵌入步骤S1的强度折减模型进行有限元计算；
S4：基于步骤S1中的强度折减模型，建立p-y曲线有限元模型，将岩土体的强度指标与场变量进行关联；
S5：获取地基水平抗力P；
S6：联合地基水平抗力P与水平位移Y，参照已知的p-y数据确定p-y曲线的基本函数形式，通过数据处理软件得到不同深度处的嵌岩桩p-y曲线。
2.如权利要求1所述的单桩基础承载能力计算方法，其特征在于：所述步骤S2包括，在ABAQUS软件中建立基础和地基有限元模型，在地基的材料属性设置中，建立两个场变量，分别关联至摩尔-库伦强度指标的黏聚力和内摩擦角，场变量的初值对应于峰值强度指标，场变量的更新值对应于残余强度指标。
3.如权利要求1所述的单桩基础承载能力计算方法，其特征在于：所述步骤S3包括，在ABAQUS提交任务的界面，引入强度折减模型，提交任务进行有限元计算。
4.如权利要求1所述的单桩基础承载能力计算方法，其特征在于：所述步骤S4包括，基于S1中的强度折减模型，在ABAQUS软件中建立嵌岩桩计算模型和地基计算模型，手动设置输出单元的节点反力。
5.如权利要求1所述的单桩基础承载能力计算方法，其特征在于：所述步骤S5包括，利用ABAQUS软件输出与桩体直接接触的岩石单元节点力；在多个单元共用的节点上，将所有节点力相加并取相反数得到节点外力；在划分网格时，沿嵌岩桩深度方向每一米一个单元，通过同一埋深且与桩体直接接触的所有岩石单元节点的节点外力之和，得到这一米深度范围内的地基水平抗力P，并逐步输出不同埋深的地基水平抗力；在桩顶施加水平力，验证求出总的地基水平抗力与桩顶水平荷载之间的误差。
6.如权利要求1所述的单桩基础承载能力计算方法，其特征在于：所述步骤S6包括，利用ABAQUS软件输出位于对称面上与桩体直接接触的单元节点的水平位移Y；将同一时间、同一深度的地基水平抗力P与水平位移Y进行联合，得到不同深度处嵌岩桩的p-y曲线数据；
参照已知砂土的p-y曲线，确定中风化岩石p-y曲线的基本函数形式，确定函数中各系数与深度的关系，通过数据处理软件得到不同深度处嵌岩桩的p-y曲线图。
7.实现基于权利要求1-6中任一项所述的单桩基础承载能力计算方法的系统，其特征在于：包括：
信息获取模块，用于获取地基材料的摩尔库伦峰值强度指标和摩尔-库伦残余强度指标；
计算模块，根据获取的试验参数建立基于MC准则的强度折减模型，利用基础和地基有限元模型和p-y曲线有限元模型计算得到不同深度处的嵌岩桩p-y曲线。
8.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的单桩基础承载能力计算方法中的步骤。
9.计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的单桩基础承载能力计算方法中的步骤。
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