CN113051643A - 一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法及系统 - Google Patents

一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法及系统 Download PDF

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CN113051643A CN202110283978.3A CN202110283978A CN113051643A CN 113051643 A CN113051643 A CN 113051643A CN 202110283978 A CN202110283978 A CN 202110283978A CN 113051643 A CN113051643 A CN 113051643A
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秦禄盛
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Abstract

本发明公开了一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法及系统，所述计算方法包括如下步骤：确定基桩和岩土体的物理力学参数；根据所述物理力学参数，计算上覆岩土层中的桩身极限侧摩阻力
Figure DDA0002979647870000011
根据所述物理力学参数，计算基桩的嵌岩段总极限阻力
Figure DDA0002979647870000012
根据所述物理力学参数，计算桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure DDA0002979647870000015
桩身极限侧摩阻力
Figure DDA0002979647870000013
加上嵌岩段总极限阻力
Figure DDA0002979647870000014
与桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure DDA0002979647870000016
之间的较小值作为基桩竖向极限承载力Pu R。本发明充分考虑了溶洞顶板的张拉破坏区域对承载力的影响，同时亦考虑桩身破坏模式对承载力的影响，提高了穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算的准确性。

Description

一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法及系统
技术领域
本发明涉及基桩承载力计算技术领域，特别是涉及一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法及系统。
背景技术
基桩已广泛应用于岩溶地区的工程建设中，溶洞的存在，给基桩的竖向极限承载力带来了显著的影响，如何合理计算岩溶区基桩竖向承载力成为基桩设计的一个关键科学问题。
穿越溶洞型基桩在轴向荷载作用下的受力状态较为复杂，溶洞对穿越其基桩的受力变形规律及潜在失稳模式存在显著的影响，这种影响主要体现以下三个方面：(1)由于溶洞顶板缺乏下部支撑，溶洞顶板的岩土体可能存在受拉状态，当张拉应力超过其抗拉强度时，则岩土体将发生张拉破坏，从而使桩身侧摩阻力的受力面积降低。(2)由于溶洞的存在，上覆岩土的支承作用降低，从而导致岩土层的自重应力场发生显著变化，桩身周围的应力场亦受到影响，桩身侧摩阻力的分布规律与无溶洞时相比存在差异。(3)穿越溶洞段的桩身周围无岩土体的侧向约束或侧向约束较弱，因此，桩身在穿越段的侧摩阻力可忽略，同时，由于桩身的横向约束降低，在竖向荷载作用下，基桩自身稳定性亦降低，从而使竖向极限承载能力受到影响。
当溶洞顶板厚度小于其安全所需的最小厚度时，在竖向荷载作用下，顶板存在失稳破坏的风险，此时，需考虑基桩穿越溶洞顶板并嵌入溶洞底板一定深度，以提高基桩的承载力。目前尚无计算此类穿越溶洞型基桩极限承载力的成熟方法，在具体的工程实践中，通常借鉴嵌岩桩的相关计算方法进行极限承载力设计，即只考虑穿越溶洞型基桩嵌岩段的桩端承载力，忽略溶洞顶板以上岩土体对桩身的侧摩阻力。显然，此种计算方法得到的结果是偏保守的。
发明内容
本发明的目的是提供一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法及系统，以提高穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算的准确性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法，所述计算方法包括如下步骤：
确定基桩和岩土体的物理力学参数；所述物理力学参数包括：基桩半径r、基桩总长度L、溶洞半径R、溶洞高度H、基桩嵌入溶洞底板深度Hr、上覆土层第i层土的厚度li、桩周第i层土的极限侧阻力qski、桩周第i层土的容重γi、桩侧土水平抗力系数的比例系数平均值m、溶洞基岩岩体单轴抗压强度σcmass、基桩弹性模量E和基桩单轴抗压强度
Figure BDA0002979647850000021
根据所述物理力学参数，计算上覆岩土层中的桩身极限侧摩阻力
Figure BDA0002979647850000022
根据所述物理力学参数，计算基桩的嵌岩段总极限阻力
Figure BDA0002979647850000023
根据所述物理力学参数，计算桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure BDA0002979647850000024
桩身极限侧摩阻力
Figure BDA0002979647850000025
加上嵌岩段总极限阻力
Figure BDA0002979647850000026
与桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure BDA0002979647850000027
之间的较小值作为基桩竖向极限承载力
Figure BDA0002979647850000028
可选的，根据所述物理力学参数，计算上覆岩土层中的桩身极限侧摩阻力
Figure BDA0002979647850000029
具体包括：
根据所述物理力学参数，利用公式
Figure BDA00029796478500000210
计算拱效应系数Ψ；
根据所述物理力学参数和拱效应系数Ψ，利用公式
Figure BDA00029796478500000211
计算上覆岩土层中的桩身极限侧摩阻力
Figure BDA00029796478500000212
可选的，所述根据所述物理力学参数，计算基桩的嵌岩段总极限阻力
Figure BDA00029796478500000213
具体包括：
根据所述物理力学参数，利用公式
Figure BDA00029796478500000214
计算端阻综合系数ζr；
根据所述物理力学参数和端阻综合系数ζr，利用公式
Figure BDA0002979647850000031
计算基桩的嵌岩段总极限阻力
Figure BDA0002979647850000032
可选的，所述根据所述物理力学参数，计算桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure BDA0002979647850000033
具体包括：
根据所述物理力学参数，求解超方程EIα2(αLcotαL-2)＝mb1[l2Π1(α)-Π2(α)]，确定基桩临界应力影响系数α；
其中，I表示基桩横截面转动惯量，b1表示基桩计算宽度，
Figure BDA0002979647850000034
Π1(α)和Π2(α)分别表示第一求和函数和第二求和函数，
Figure BDA0002979647850000035
L、la和lb分别表示沿桩身积分自变量、基桩全长、桩身无侧向约束段长度、溶洞底板以上桩身长度；
Figure BDA0002979647850000036
Htg表示溶洞顶板塌落拱高度，
Figure BDA0002979647850000037
根据所述物理力学参数和基桩临界应力影响系数α，利用公式
Figure BDA0002979647850000038
计算桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure BDA0002979647850000039
其中，λ表示基桩挠度系数，
Figure BDA00029796478500000310
一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算系统，所述计算系统包括：
物理力学参数确定模块，用于确定基桩和岩土体的物理力学参数；所述物理力学参数包括：基桩半径r、基桩总长度L、溶洞半径R、溶洞高度H、基桩嵌入溶洞底板深度Hr、上覆土层第i层土的厚度li、桩周第i层土的极限侧阻力qski、桩周第i层土的容重γi、桩侧土水平抗力系数的比例系数平均值m、溶洞基岩岩体单轴抗压强度σcmass、基桩弹性模量E和基桩单轴抗压强度
Figure BDA0002979647850000041
桩身极限侧摩阻力计算模块，用于根据所述物理力学参数，计算上覆岩土层中的桩身极限侧摩阻力
Figure BDA0002979647850000042
嵌岩段总极限阻力计算模块，用于根据所述物理力学参数，计算基桩的嵌岩段总极限阻力
Figure BDA0002979647850000043
桩身轴向受压破坏极限荷载计算模块，用于根据所述物理力学参数，计算桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure BDA0002979647850000044
桩身轴向受压破坏极限荷载计算模块，用于桩身极限侧摩阻力
Figure BDA0002979647850000045
加上嵌岩段总极限阻力
Figure BDA0002979647850000046
与桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure BDA0002979647850000047
之间的较小值作为基桩竖向极限承载力
Figure BDA0002979647850000048
可选的，桩身极限侧摩阻力计算模块，具体包括：
拱效应系数计算子模块，用于根据所述物理力学参数，利用公式
Figure BDA0002979647850000049
计算拱效应系数Ψ；
桩身极限侧摩阻力计算子模块，用于根据所述物理力学参数和拱效应系数Ψ，利用公式
Figure BDA00029796478500000410
计算上覆岩土层中的桩身极限侧摩阻力
Figure BDA00029796478500000411
可选的，所述嵌岩段总极限阻力计算模块，具体包括：
端阻综合系数计算子模块，用于根据所述物理力学参数，利用公式
Figure BDA00029796478500000412
计算端阻综合系数ζr；
嵌岩段总极限阻力计算子模块，用于根据所述物理力学参数和端阻综合系数ζr，利用公式
Figure BDA00029796478500000413
计算基桩的嵌岩段总极限阻力
Figure BDA00029796478500000414
可选的，所述桩身轴向受压破坏极限荷载计算模块，具体包括：
基桩临界应力影响系数求解子模块，用于根据所述物理力学参数，求解超方程EIα2(αLcotαL-2)＝mb1[l2Π1(α)-Π2(α)]，确定基桩临界应力影响系数α；
其中，I表示基桩横截面转动惯量，b1表示基桩计算宽度，
Figure BDA0002979647850000051
Π1(α)和Π2(α)分别表示第一求和函数和第二求和函数，，
Figure BDA0002979647850000052
x、L、la和lb分别表示沿桩身积分自变量、基桩全长、桩身无侧向约束段长度、溶洞底板以上桩身长度；
Figure BDA0002979647850000053
Htg表示溶洞顶板塌落拱高度，
Figure BDA0002979647850000054
桩身轴向受压破坏极限荷载计算子模块，用于根据所述物理力学参数和基桩临界应力影响系数α，利用公式
Figure BDA0002979647850000055
计算桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure BDA0002979647850000056
其中，λ表示基桩挠度系数，
Figure BDA0002979647850000057
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开了一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法及系统，所述计算方法包括如下步骤：确定基桩和岩土体的物理力学参数；根据所述物理力学参数，计算上覆岩土层中的桩身极限侧摩阻力
Figure BDA0002979647850000058
根据所述物理力学参数，计算基桩的嵌岩段总极限阻力
Figure BDA0002979647850000059
根据所述物理力学参数，计算桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure BDA0002979647850000061
桩身极限侧摩阻力
Figure BDA0002979647850000062
加上嵌岩段总极限阻力
Figure BDA0002979647850000063
与桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure BDA0002979647850000064
之间的较小值作为基桩竖向极限承载力
Figure BDA0002979647850000065
本发明充分考虑了溶洞顶板的张拉破坏区域对承载力的影响，同时亦考虑桩身破坏模式对承载力的影响，提高了穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算的准确性。为合理设计穿越溶洞型嵌岩桩奠定了基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法的流程图；
图2为本发明提供的穿越溶洞型基桩竖向承载力简化示意图；
图3为本发明提供的一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法的原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法及系统，以提高穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算的准确性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，本发明提供本发明提供一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法，所述计算方法包括如下步骤：
步骤101，确定基桩和岩土体的物理力学参数；所述物理力学参数包括：基桩半径r、基桩总长度L、溶洞半径R、溶洞高度H、基桩嵌入溶洞底板深度Hr、上覆土层第i层土的厚度li、桩周第i层土的极限侧阻力qski、桩周第i层土的容重γi、桩侧土水平抗力系数的比例系数平均值m、溶洞基岩岩体单轴抗压强度σcmass、基桩弹性模量E和基桩单轴抗压强度
Figure BDA0002979647850000071
具体的，首先根据物探技术手段确定溶洞的高度H、溶洞半径R、桩周各土层的厚度li；同时，根据实验手段确定桩周第i层土的极限侧阻力qski、桩周第i层土的容重γi、溶洞基岩岩体单轴抗压强度σcmass、基桩弹性模量E、基桩单轴抗压强度
Figure BDA0002979647850000072
根据《建筑桩基技术规范》JGJ94—2008确定桩侧土水平抗力系数的比例系数平均值m；基桩嵌入溶洞底板深度Hr可取基桩的半径r；基桩总长度L可由溶洞高度、基桩嵌入溶洞底板深度和溶洞顶板以上桩周土层总厚度相加确定。
步骤102，根据所述物理力学参数，计算上覆岩土层中的桩身极限侧摩阻力
Figure BDA0002979647850000073
根据溶洞半径与基桩半径的比值R/r确定拱效应系数Ψ：
Figure BDA0002979647850000074
桩周土层的侧摩阻力需考虑拱效应，因此，根据下面的公式(1)计算塌落拱顶以上各层土体给桩身提供的极限侧摩阻力
Figure BDA0002979647850000075
Figure BDA0002979647850000076
步骤103，根据所述物理力学参数，计算基桩的嵌岩段总极限阻力
Figure BDA0002979647850000077
基桩嵌入溶洞底板受到底板提供的极限端阻力，端阻综合系数ζr可根据下面的公式(3)进行计算：
Figure BDA0002979647850000078
确定嵌岩端的端阻综合系数ζr后，根据下面的公式(4)计算总极限阻力
Figure BDA0002979647850000079
Figure BDA0002979647850000081
步骤104，根据所述物理力学参数，计算桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure BDA0002979647850000082
根据下面的公式(5)计算基桩的计算宽度b1：
Figure BDA0002979647850000083
在计算所需的参数确定后，根据下面的公式(6)计算溶洞顶板塌落拱高度Htg：
Figure BDA0002979647850000084
根据下面的公式(7)计算l1和l2：
Figure BDA0002979647850000085
建立关于基桩临界应力影响系数α的超越方程：
EIα2(αLcotαL-2)＝mb1[l2Π1(α)-Π2(α)] (8)
式中，Π1(α)和Π2(α)的表达式如下：
Figure BDA0002979647850000086
求解超越方程式得到基桩临界应力影响系数α的值，进而计算基桩挠度系数λ：
Figure BDA0002979647850000087
根据下面的公式(11)计算基桩横截面转动惯量I：
Figure BDA0002979647850000088
根据下面的公式计算桩身轴向受压破坏的极限荷载
Figure BDA0002979647850000091
Figure BDA0002979647850000092
步骤105，桩身极限侧摩阻力
Figure BDA0002979647850000093
加上嵌岩段总极限阻力
Figure BDA0002979647850000094
与桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure BDA0002979647850000095
之间的较小值作为基桩竖向极限承载力
Figure BDA0002979647850000096
基桩总的极限竖向承载力
Figure BDA0002979647850000097
可根据下面的公式计算：
Figure BDA0002979647850000098
本发明还提供一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算系统，所述计算系统包括：
物理力学参数确定模块，用于确定基桩和岩土体的物理力学参数；所述物理力学参数包括：基桩半径r、基桩总长度L、溶洞半径R、溶洞高度H、基桩嵌入溶洞底板深度Hr、上覆土层第i层土的厚度li、桩周第i层土的极限侧阻力qski、桩周第i层土的容重γi、桩侧土水平抗力系数的比例系数平均值m、溶洞基岩岩体单轴抗压强度σcmass、基桩弹性模量E和基桩单轴抗压强度
Figure BDA0002979647850000099
桩身极限侧摩阻力计算模块，用于根据所述物理力学参数，计算上覆岩土层中的桩身极限侧摩阻力
Figure BDA00029796478500000910
嵌岩段总极限阻力计算模块，用于根据所述物理力学参数，计算基桩的嵌岩段总极限阻力
Figure BDA00029796478500000911
桩身轴向受压破坏极限荷载计算模块，用于根据所述物理力学参数，计算桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure BDA00029796478500000912
桩身轴向受压破坏极限荷载计算模块，用于桩身极限侧摩阻力
Figure BDA00029796478500000913
加上嵌岩段总极限阻力
Figure BDA00029796478500000914
与桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure BDA00029796478500000915
之间的较小值作为基桩竖向极限承载力
Figure BDA00029796478500000916
其中，桩身极限侧摩阻力计算模块，具体包括：拱效应系数计算子模块，用于根据所述物理力学参数，利用公式
Figure BDA00029796478500000917
计算拱效应系数Ψ；
桩身极限侧摩阻力计算子模块，用于根据所述物理力学参数和拱效应系数Ψ，利用公式
Figure BDA0002979647850000101
计算上覆岩土层中的桩身极限侧摩阻力
Figure BDA0002979647850000102
所述嵌岩段总极限阻力计算模块，具体包括：端阻综合系数计算子模块，用于根据所述物理力学参数，利用公式
Figure BDA0002979647850000103
计算端阻综合系数ζr；嵌岩段总极限阻力计算子模块，用于根据所述物理力学参数和端阻综合系数ζr，利用公式
Figure BDA0002979647850000104
计算基桩的嵌岩段总极限阻力
Figure BDA0002979647850000105
所述桩身轴向受压破坏极限荷载计算模块，具体包括：
基桩临界应力影响系数求解子模块，用于根据所述物理力学参数，求解超方程EIα2(αLcotαL-2)＝mb1[l2Π1(α)-Π2(α)]，确定基桩临界应力影响系数α。
其中，I表示基桩横截面转动惯量，b1表示基桩计算宽度，
Figure BDA0002979647850000106
Π1(α)和Π2(α)分别表示第一求和函数和第二求和函数，，
Figure BDA0002979647850000107
x、L、la和lb分别表示沿桩身积分自变量、基桩全长、桩身无侧向约束段长度、溶洞底板以上桩身长度；
Figure BDA0002979647850000108
Htg表示溶洞顶板塌落拱高度，
Figure BDA0002979647850000109
桩身轴向受压破坏极限荷载计算子模块，用于根据所述物理力学参数和基桩临界应力影响系数α，利用公式
Figure BDA0002979647850000111
计算桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure BDA0002979647850000112
其中，λ表示基桩挠度系数，
Figure BDA0002979647850000113
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明在计算基桩竖向极限承载力的过程中充分考虑了溶洞顶板的张拉破坏区域对承载力的影响，同时亦考虑桩身破坏模式对承载力的影响，提高了穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算的准确性。为合理设计穿越溶洞型嵌岩桩奠定了基础。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法，其特征在于，所述计算方法包括如下步骤：
确定基桩和岩土体的物理力学参数；所述物理力学参数包括：基桩半径r、基桩总长度L、溶洞半径R、溶洞高度H、基桩嵌入溶洞底板深度Hr、上覆土层第i层土的厚度li、桩周第i层土的极限侧阻力qski、桩周第i层土的容重γi、桩侧土水平抗力系数的比例系数平均值m、溶洞基岩岩体单轴抗压强度σcmass、基桩弹性模量E和基桩单轴抗压强度
Figure FDA0002979647840000011
根据所述物理力学参数，计算上覆岩土层中的桩身极限侧摩阻力
Figure FDA0002979647840000012
根据所述物理力学参数，计算基桩的嵌岩段总极限阻力
Figure FDA0002979647840000013
根据所述物理力学参数，计算桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure FDA0002979647840000014
桩身极限侧摩阻力
Figure FDA0002979647840000015
加上嵌岩段总极限阻力
Figure FDA0002979647840000016
与桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure FDA0002979647840000017
之间的较小值作为基桩竖向极限承载力
Figure FDA0002979647840000018
2.根据权利要求1所述的穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法，其特征在于，根据所述物理力学参数，计算上覆岩土层中的桩身极限侧摩阻力
Figure FDA0002979647840000019
具体包括：
根据所述物理力学参数，利用公式
Figure FDA00029796478400000110
计算拱效应系数Ψ；
根据所述物理力学参数和拱效应系数Ψ，利用公式
Figure FDA00029796478400000111
计算上覆岩土层中的桩身极限侧摩阻力
Figure FDA00029796478400000112
3.根据权利要求1所述的穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法，其特征在于，所述根据所述物理力学参数，计算基桩的嵌岩段总极限阻力
Figure FDA00029796478400000116
具体包括：
根据所述物理力学参数，利用公式
Figure FDA00029796478400000113
计算端阻综合系数ζr；
根据所述物理力学参数和端阻综合系数ζr，利用公式
Figure FDA00029796478400000114
计算基桩的嵌岩段总极限阻力
Figure FDA00029796478400000115
4.根据权利要求1所述的穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算方法，其特征在于，所述根据所述物理力学参数，计算桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure FDA0002979647840000021
具体包括：
根据所述物理力学参数，求解超方程EIα2(αLcotαL-2)＝mb1[l2Π1(α)-Π2(α)]，确定基桩临界应力影响系数α；
其中，I表示基桩横截面转动惯量，b1表示基桩计算宽度，
Figure FDA0002979647840000022
Π1(α)和Π2(α)分别表示第一求和函数和第二求和函数，，
Figure FDA0002979647840000023
x、L、la和lb分别表示沿桩身积分自变量、基桩全长、桩身无侧向约束段长度、溶洞底板以上桩身长度；
Figure FDA0002979647840000024
Htg表示溶洞顶板塌落拱高度，
Figure FDA0002979647840000025
根据所述物理力学参数和基桩临界应力影响系数α，利用公式
Figure FDA0002979647840000026
计算桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure FDA0002979647840000027
其中，λ表示基桩挠度系数，
Figure FDA0002979647840000028
5.一种穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算系统，其特征在于，所述计算系统包括：
物理力学参数确定模块，用于确定基桩和岩土体的物理力学参数；所述物理力学参数包括：基桩半径r、基桩总长度L、溶洞半径R、溶洞高度H、基桩嵌入溶洞底板深度Hr、上覆土层第i层土的厚度li、桩周第i层土的极限侧阻力qski、桩周第i层土的容重γi、桩侧土水平抗力系数的比例系数平均值m、溶洞基岩岩体单轴抗压强度σcmass、基桩弹性模量E和基桩单轴抗压强度
Figure FDA0002979647840000031
桩身极限侧摩阻力计算模块，用于根据所述物理力学参数，计算上覆岩土层中的桩身极限侧摩阻力
Figure FDA0002979647840000032
嵌岩段总极限阻力计算模块，用于根据所述物理力学参数，计算基桩的嵌岩段总极限阻力
Figure FDA0002979647840000033
桩身轴向受压破坏极限荷载计算模块，用于根据所述物理力学参数，计算桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure FDA0002979647840000034
桩身轴向受压破坏极限荷载计算模块，用于桩身极限侧摩阻力
Figure FDA0002979647840000035
加上嵌岩段总极限阻力
Figure FDA0002979647840000036
与桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure FDA0002979647840000037
之间的较小值作为基桩竖向极限承载力
Figure FDA0002979647840000038
6.根据权利要求5所述的穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算系统，其特征在于，桩身极限侧摩阻力计算模块，具体包括：
拱效应系数计算子模块，用于根据所述物理力学参数，利用公式
Figure FDA0002979647840000039
计算拱效应系数Ψ；
桩身极限侧摩阻力计算子模块，用于根据所述物理力学参数和拱效应系数Ψ，利用公式
Figure FDA00029796478400000310
计算上覆岩土层中的桩身极限侧摩阻力
Figure FDA00029796478400000311
7.根据权利要求5所述的穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算系统，其特征在于，所述嵌岩段总极限阻力计算模块，具体包括：
端阻综合系数计算子模块，用于根据所述物理力学参数，利用公式
Figure FDA00029796478400000312
计算端阻综合系数ζr；
嵌岩段总极限阻力计算子模块，用于根据所述物理力学参数和端阻综合系数ζr，利用公式
Figure FDA00029796478400000313
计算基桩的嵌岩段总极限阻力
Figure FDA00029796478400000314
8.根据权利要求5所述的穿越溶洞型嵌岩桩竖向极限承载力计算系统，其特征在于，所述桩身轴向受压破坏极限荷载计算模块，具体包括：
基桩临界应力影响系数求解子模块，用于根据所述物理力学参数，求解超方程EIα2(αLcotαL-2)＝mb1[l2Π1(α)-Π2(α)]，确定基桩临界应力影响系数α；
其中，I表示基桩横截面转动惯量，b1表示基桩计算宽度，
Figure FDA0002979647840000041
Π1(α)和Π2(α)分别表示第一求和函数和第二求和函数，，
Figure FDA0002979647840000042
x、L、la和lb分别表示沿桩身积分自变量、基桩全长、桩身无侧向约束段长度、溶洞底板以上桩身长度；
Figure FDA0002979647840000043
Htg表示溶洞顶板塌落拱高度，
Figure FDA0002979647840000044
桩身轴向受压破坏极限荷载计算子模块，用于根据所述物理力学参数和基桩临界应力影响系数α，利用公式
Figure FDA0002979647840000045
计算桩身轴向受压破坏极限荷载
Figure FDA0002979647840000046
其中，λ表示基桩挠度系数，
Figure FDA0002979647840000047
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