CN113378261B - 一种大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法，包括：简化计算模型；进行地基土体分层；将堆载自重荷载简化为均布荷载，进行堆载自重荷载的计算；计算基底下各计算点的土层竖向附加应力；计算考虑固结度影响的各土层压缩模量；计算各土层压缩变形量；计算地基总沉降；确定地基变形计算深度；计算地基各土层厚度中点处的附加应力及自重应力；计算不同土层厚度中点处的总应力；计算地基各土层考虑固结度变化的地基承载力并评判其是否满足要求。本发明考虑了软弱土层固结度对地基沉降和地基极限承载力的影响，可以计算得到大面积高强度堆载引起的地基沉降和极限承载力，易于操作，适用性较强，便于实施。

Description

一种大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法

技术领域

本发明属于土木建筑、工程地质、水利水电、交通等岩土工程与防灾减灾工程技术领域，具体涉及一种大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法。

背景技术

大面积高强度堆载工程是一种很普遍的工程，如码头堆场施工期间及正常使用期间货物的堆载、尾矿库的堆载以及人工堆山工程等。该类堆载工程具有荷载面积大、强度高的特点，对下卧地层的地基承载力有一定要求。因此，需要对软弱地层的地基承载力进行评估。

对软弱地层的地基承载力评估需要从地基沉降和地基极限承载力两个方面进行评估。另外，由于软弱地层可能经历了一定时间的固结过程，计算地基沉降和地基极限承载力时需要考虑土体固结度的影响。

因此，大面积高强度堆载时，计算地基沉降和地基极限承载力，并对地基承载力进行评估，这对大面积高强度堆载工程的稳定性具有一定的工程意义。

当前，针对这一问题，采用数值分析的方式，然而数值分析这一手段对土体本构模型和力学参数的取值都有一定要求，工程实际中并非易行。因此，本发明将建立一种易于操作的方法，针对大面积高强度堆载软弱地层地基承载力进行评估。

发明内容

为了实现上述目的，本发明涉及：一种大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法，包括如下步骤：

步骤1、简化计算模型为梯形截面，以堆载堆载左坡脚位置处为原点；

步骤2、以成层土的界面和地下水面为分层界面进行地基土体分层，且各分层的土层厚度不超过0.4倍的基底宽度；

步骤3、将堆载自重荷载简化为均布荷载，进行堆载自重荷载的计算；

步骤4、计算基底下各计算点的土层竖向附加应力；

步骤5、通过现场勘查报告或通过现场钻孔取样进行试验，计算考虑固结度影响的各土层压缩模量；

步骤6、利用步骤5中得到的考虑固结度影响的各土层压缩模量，计算各土层压缩变形量；

步骤7、将步骤6中计算的各土层压缩变形量进行叠加，计算地基总沉降；

步骤8、确定地基变形计算深度；

步骤9、计算地基各土层厚度中点处的附加应力；

步骤10、计算地基各土层厚度中点处的自重应力；

步骤11、计算不同土层厚度中点处的总应力；

步骤12、计算地基各土层考虑固结度变化的地基承载力；

步骤13、通过比较步骤11中得到的不同土层厚度中点处的总应力与步骤12中地基承载力大小，若前者大，则判定为不满足地基承载力要求；如果后者大，则判定为满足地基承载力要求。

进一步的，所述步骤3中进行堆载自重荷载的计算方法为：

根据堆料容重γ，以及堆场的几何形状即可确定；具体为：

q＝γ·S_f/B_fl (1)

式中，γ是堆料容重，S_f为堆场断面面积，B_fl为堆载底部宽度，且堆场自重荷载中点坐标x_q＝B_fl/2。

进一步的，所述步骤4包括如下步骤：

步骤4.1.堆场自重荷载将在地基中引起附加应力，且地基中任一点的竖向附加应力σ_z可通过公式2计算得到：

式中：σ_z为由矩形分布荷载q产生的地基内部任意计算点的附加正应力；x、z分别为地基内任意计算点的x坐标轴坐标和z坐标轴坐标；m1,n1分别为归一化横坐标和纵坐标；q为地表垂直均布荷载；π为圆周率，a为均布荷载宽度，且a＝B_fl；

步骤4.2.结合图1所示坐标系，公式2中对应于堆场自重荷载的m₁，n₁分别为：

式中，i为第i层计算土层，取值从1到n；Δh_i为第i层计算土层厚度，x_{堆场自重荷载}为对应于堆场自重荷载的x坐标轴的坐标，x为地基内任意计算点x坐标轴的坐标(m)；

步骤4.3.将公式3得到的的归一化横坐标和纵坐标代入至公式2中可分别求取堆场自重荷载引起的地基中第i层计算土层的附加应力σ_{z,堆场自重,i}。

进一步的，所述步骤5包括如下步骤：

步骤5.1：若有现场地质勘察报告，可以获取第I层土对应的渗透系数k_I，初始孔隙比e_I，压缩系数a_vI，侧限压缩模量E_s,I，以及土层厚度H_I；若没有地勘报告，则可以通过现场钻孔取样分别进行变水头渗透试验、基本物性试验和一维压缩固结试验获取不同土层的对应上述参数。

步骤5.2：将步骤5.1得到的不同土层对应的参数代入公式4，公式5、公式6和公式7中即可得到不同土层经历固结时间to时对应的压缩模量。

式中，T_v,I为第I层土对应的时间因素；C_v,I为第I层土对应的固结系数；E_to,I为第I层土经历固结时间to时对应的压缩模量；U_to,I为第I层土经历固结时间to时对应的固结度；γ_w为水的容重，H_II为第I层土的最远排水距离，其中当土层为单面(上面或下面)排水时，H_II取土层厚度，即H_II＝H_I，双面排水时，H_II取土层厚度一半，即H_II＝H_I/2。

进一步的，所述步骤6包括：

利用步骤5中得到的第I层土固结一定时间对应的侧限压缩模量E_to,I，可计算得到第I层土体不同计算土层的压缩量Δs_i和第I层土体总压缩量s_I，其表达式如公式8，9所示；

式中：Δs_i为第i个计算土层的压缩值；ε_i为第i个计算土层的平均压缩应变；Δh_i为第i个计算土层的厚度；σ_{z,堆场自重,i}为第i个计算土层的附加应力；s_I为第I层土体总沉降量。

进一步的，所述步骤7包括如下步骤：

步骤7.1：把各土层的压缩变形量s_I进行叠加，即可得到地基总沉降值s，其计算表达式如公式10所示。

式中，m为地基土体分层数量。

步骤7.2：重复步骤4、6、7，即可得到沿x方向堆载引起的地基沉降曲线。

进一步的，所述步骤8确定计算深度的方法为：

结合步骤6中公式8计算结果，利用式11确定地基沉降计算深度，其中当计算深度下部仍有较软土层时，应继续计算。

式中：Δs_i为第i个计算土层的压缩值(mm)；M为计算土层个数。

进一步的，所述步骤9计算地基各土层的附加应力的方法为：

计算堆场中点以下不同土层对应的归一化横坐标和纵坐标m_1,I，n_1,I，此时x＝x_{堆场自重荷载}，结合公式3可以得到不同土层对应的m_1,I＝0，n_1,I＝H_I/(2B_fl)；

将得到的不同土层对应的m_1,I，n_1,I代入公式2中，得到堆场中点正下方不同土层厚度中点处的附加应力σ_{z,堆场自重,I}。

进一步的，所述步骤10计算地基各土层的自重应力的方法为：

结合步骤2的地基土体分层结果，堆场中点正下方不同土层厚度中点处的自重应力σ_{z,土体自重,I}可由公式12计算得到，其表达式如下：

式中，σ_{z,土体自重,1}、σ_{z,土体自重,2}、σ_{z,土体自重,3}、σ_{z,土体自重,I}分别为第一层、第二层、第三层和第I层土厚度中点处的自重应力；γ₁、γ₂、γ₃、γ_I分别为第一层、第二层、第三层和第I层土的容重；H₁、H₂、H₃、H_I分别为第一层、第二层、第三层和第I层土的厚度。

进一步的，所述步骤11计算地基各土层的总应力的方法为：

结合步骤9和步骤10的计算结果，堆场中点正下方不同土层厚度中点处的附加应力σ_{z,堆场自重,I}和自重应力σ_{z,土体自重,I}，可以计算得到不同土层厚度中点处的总应力，其表达式见公式13：

σ_{土体总应力,I}＝σ_{z,堆场自重,I}+σ_{z,土体自重,I} (13)

进一步的，所述步骤12计算地基各土层考虑固结度变化的地基承载力的步骤为：

步骤12.1：考虑固结度变化的地基各土层的地基承载力，其计算表达式见公式14所示：

p_u,I＝N_c(τ_fo,I+Δτ_I)+σ_{土体总应力,I} (14)

式中，p_u,I为第I层地基土考虑土体固结影响的地基承载力，N_c＝π+2，τ_fo,I为第I层地基土的天然抗剪强度，Δτ_I为第I层地基土体固结引起的强度增强；

步骤12.2：进一步的，公式14中τ_fo,I和Δτ_I分别可由公式15，16计算得到，具体为：

式中，Δσ_z为预压荷载引起的不同土层顶面的附加竖向应力，即Δσ_z＝γ_附加·H_附加，其中γ_附加，H_附加分别表示预压土层的容重和厚度。一般大面积高强度堆载工程中，地基土体多为填石，则Δσ_z＝γ_附加·H_附加＝γ₁·H₁，其中γ₁，H₁分别表示填石的容重和厚度；

c_cu,I分别为第I层土体的三轴固结不排水压缩试验求得的内摩擦角和粘聚力，U_to,I为第I层土经历固结时间to时对应的固结度。

步骤12.3:将公式15、16得到的τ_fo,I和Δτ_I分代入公式14即可得到不同土层考虑固结度变化的地基承载力p_u,I。

进一步的，所述步骤13评判地基各土层考虑固结度变化的地基承载力是否满足要求的步骤为：

通过比较步骤11中得到的不同土层厚度中点处的总应力与步骤12中地基承载力大小，若前者大，则判定为不满足地基承载力要求；如果后者大，则判定为满足地基承载力要求。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法，可以考虑软弱土层固结度对地基沉降和地基极限承载力的影响，可以计算得到大面积高强度堆载引起的地基沉降和极限承载力；

(2)该方法易于操作，适用性较强，便于实施。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的大面积高强度堆载几何模型概化图；

图2为图1虚线放大处的结构示意图；

图3为本发明较佳实施例的地基荷载矩形分布形式图；

图4为本发明较佳实施例的计算流程图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

步骤1：简化计算模型。

如图1所示。图中h_f为堆场高度，B_fu为堆场上部宽度，B_fl为堆场下部宽度，则根据上述几何参数即可确定堆场断面面积S_f＝(B_fu+B_fl)×h_f/2。计算时，为方便起见，以堆载左坡脚位置处为原点。

步骤2：地基土分层。

分层厚度越小，计算结果与实际越接近。但分层越多，相应的计算工作量也越大。因此具体可以按照如下原则进行分层：1)不同土层压缩性和重度不一致，地下水位处上下土体的有效重度不同，所以成层土的界面和地下水面都是必然的分层界面；2)各分层的土层厚度一般不应该超过0.4倍的基底宽度。

步骤3：计算堆场自重荷载。

堆载自重荷载可以简化为一均布荷载q，根据堆料容重γ，以及堆场的几何形状即可确定。具体为：

q＝γ·S_f/B_fl (1)

式中，γ是堆料容重，S_f为堆场断面面积，且堆场自重荷载中点坐标x_{堆场自重荷载}＝B_fl/2。

步骤4：计算基底下各计算土层竖向附加应力。

堆场自重荷载将在地基中引起附加应力，且地基中任一点的附加应力可通过公式2计算得到，值得注意的是公式2对应的坐标系见图2所示。

式中：σ_z为由矩形分布荷载q产生的地基内部任意计算点的附加正应力；x、z分别为地基内任意计算点的x坐标轴坐标和z坐标轴坐标；m₁,n₁分别为归一化横坐标和纵坐标；q为地表垂直均布荷载；π为圆周率，a为均布荷载宽度，且a＝B_fl；

在公式2基础上，并结合图1所示坐标系，公式2中对应于堆场自重荷载的m₁，n₁分别为：

式中，i为第i层计算土层，取值从1到n；Δh_i为第i层计算土层厚度，x_{堆场自重荷载}为对应于堆场自重荷载的x坐标轴的坐标，x为地基内任意计算点x坐标轴的坐标(m)；

将公式3代入至公式2中可分别求取堆场自重荷载引起的地基中第i层计算土层的附加应力σ_{z,堆场自重,i}。

步骤5：计算考虑固结度影响的各土层压缩模量。

若有现场地质勘察报告，可以获取第I层土对应的渗透系数k_I，初始孔隙比e_I，压缩系数a_vI，侧限压缩模量E_s,I，以及土层厚度H_I；若没有地勘报告，则可以通过现场钻孔取样分别进行变水头渗透试验、基本物性试验和一维压缩固结试验获取不同土层的对应上述参数。随后将上述参数代入公

式4、5、6和7中即可得到不同土层经历固结时间to时对应的压缩模量E_to,I。

式中，T_v,I为第I层土对应的时间因素；C_v,I为第I层土对应的固结系数；E_to,I为第I层土经历固结时间to时对应的压缩模量；U_to,I为第I层土经历固结时间to时对应的固结度；γ_w为水的容重，H_II为第I层土的最远排水距离，其中当土层为单面(上面或下面)排水时，H_II取土层厚度，即H_II＝H_I，双面排水时，H_II取土层厚度一半，即H_II＝H_I/2。

参考图2，其中，步骤5中第I层土包含了n个计算土层，每个计算土层的厚度为Δh_i，i为第i层计算土层，取值从1到n。

步骤6：计算各土层土体压缩值。

利用步骤5得到的第I层土固结一定时间对应的侧限压缩模量E_to,I，可计算得到第I层土体不同计算土层的压缩量，其表达式如公式8所示，第I层土体的总压缩量见公式9所示。

式中：Δs_i为第i个计算土层的压缩值；ε_i为第i个计算土层的平均压缩应变；Δh_i为第i个计算土层的厚度；σ_{z,堆场自重,i}为第i个计算土层的附加应力；s_I为第I层土体总沉降量。

步骤7：计算地基总沉降。

把各土层的压缩变形量s_I进行叠加，即可得到地基总沉降值s，其计算表达式如公式10所示。

式中，m为地基土体分层数量，即步骤2中地基土体分层的层数。

重复步骤4，6，7，即可得到沿x方向堆载引起的地基沉降曲线。

步骤8：确定计算深度。

地基变形计算深度应符合公式11所示，其中当计算深度下部仍有较软土层时，应继续计算。

式中：Δs_i为第i个计算土层的压缩值(mm)；M为计算土层个数。

步骤9：计算地基各土层的附加应力。

根据步骤4中所述公式2和公式3可以计算得到不同土层厚度中点处的附加应力，具体为：计算堆场中点以下不同土层厚度中点处对应的m_1,I，n_1,I，此时x＝x_{堆场自重荷载}，结合公式3可以得到不同土层对应的m_1,I＝0，n_1,I＝H_I/(2B_fl)。在此基础上即可通过公式2计算得到堆场中点正下方不同土层厚度中点处的附加应力σ_{z,堆场自重,I}。

步骤10：计算地基各土层厚度中点处的自重应力。

堆场中点正下方不同土层厚度中点处的自重应力σ_{z,土体自重,I}，可由公式12计算得到，其表达式如下：

式中，σ_{z,土体自重,1}、σ_{z,土体自重,2}、σ_{z,土体自重,3}、σ_{z,土体自重,I}分别为第一层、第二层、第三层和第I层土厚度中点处的自重应力；γ₁、γ₂、γ₃、γ_I分别为第一层、第二层、第三层和第I层土的容重；H₁、H₂、H₃、H_I分别为第一层、第二层、第三层和第I层土的厚度。

步骤11：计算地基各土层厚度中点处的总应力。

结合步骤9和步骤10中计算得到的堆场中点正下方不同土层厚度中点处的附加应力σ_{z,堆场自重,I}和自重应力σ_{z,土体自重,I}，可以计算得到不同土层厚度中点处的总应力σ_{土体总应力,I}，其表达式见公式13：

σ_{土体总应力,I}＝σ_{z,堆场自重,I}+σ_{z,土体自重,I} (13)

步骤12：计算地基各土层考虑固结度变化的地基承载力。其计算表达式见公式14所示：

p_u,I＝N_c(τ_fo,I+Δτ_I)+σ_{土体总应力,I} (14)

式中，p_u,I为第I层地基土考虑固结影响的地基承载力，N_c＝π+2，τ_fo,I为第I层地基土的天然抗剪强度，Δτ_I为第I层地基土体固结引起的强度增强。

进一步的，公式14中τ_fo,I和Δτ_I分别由公式15，16计算得到，具体为：

式中，Δσ_z为预压荷载引起的不同土层顶面的附加竖向应力，即Δσ_z＝γ_附加·H_附加，其中γ_附加，H_附加分别表示预压土层的容重和厚度。一般大面积高强度堆载工程中，地基土体多为填石，则Δσ_z＝γ_附加·H_附加＝γ₁·H₁，其中γ₁，H₁分别表示填石的容重和厚度；

c_cu,I分别为第I层土体的三轴固结不排水试验求得的内摩擦角和粘聚力。

通过公式14-16即可得到不同土层考虑固结度变化的地基承载力p_u,I。

步骤13：不同土层考虑固结度影响的地基承载力评判。结合步骤11，12计算得到的不同土层厚度中点处的总应力σ_{土体总应力,I}和不同土层考虑固结度变化的地基承载力p_u,I，即可对地基土体承载能力进行评估，具体见公式17所示：

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、简化计算模型为梯形截面，以堆载左坡脚位置处为原点；

步骤2、以成层土的界面和地下水面为分层界面进行地基土体分层，且各分层的土层厚度不超过0.4倍的基底宽度；

步骤3、将堆载自重荷载简化为均布荷载，根据堆料容重γ，以及堆场的几何形状进行堆载自重荷载的计算；

步骤4、计算基底下各计算点的土层竖向附加应力；

步骤5、通过现场勘查报告或通过现场钻孔取样进行试验，计算考虑固结度影响的各土层压缩模量；

步骤6、利用步骤5中得到的考虑固结度影响的各土层压缩模量，计算各土层压缩变形量；

步骤7、将步骤6中计算的各土层压缩变形量进行叠加，计算地基总沉降；

步骤8、确定地基变形计算深度；

步骤9、计算地基各土层厚度中点处的附加应力；

步骤10、计算地基各土层厚度中点处的自重应力；

步骤11、计算不同土层厚度中点处的总应力；

步骤12、计算地基各土层考虑固结度变化的地基承载力；

具体步骤为：

步骤12.1：考虑固结度变化的地基各土层的地基承载力，其计算表达式见公式14所示：

p_u,I＝N_c(τ_fo,I+Δτ_I)+σ_{土体总应力,I} (14)

式中，p_u,I为第I层地基土考虑土体固结影响的地基承载力，N_c＝π+2，τ_fo,I为第I层地基土的天然抗剪强度，Δτ_I为第I层地基土体固结引起的强度增强,σ_{土体总应力,I}为不同土层厚度中点处的总应力；

步骤12.2：进一步的，公式14中τ_fo,I和Δτ_I分别可由公式15，16计算得到，具体为：

式中，Δσ_z为预压荷载引起的不同土层顶面的附加竖向应力，即Δσ_z＝γ_附加·H_附加，其中γ_附加，H_附加分别表示预压土层的容重和厚度；地基土体为填石，则Δσ_z＝γ_附加·H_附加＝γ₁·H₁，其中γ₁，H₁分别表示填石的容重和厚度；

c_cu,I分别为第I层土体的三轴固结不排水压缩试验求得的内摩擦角和粘聚力，U_to,I为第I层土经历固结时间to时对应的固结度；

步骤12.3:将公式15、16得到的τ_fo,I和Δτ_I分代入公式14即可得到不同土层考虑固结度变化的地基承载力p_u,I；

步骤13、通过比较步骤11中得到的不同土层厚度中点处的总应力与步骤12中地基承载力大小，若前者大，则判定为不满足地基承载力要求；如果后者大，则判定为满足地基承载力要求。

2.根据权利要求1所述的大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法，其特征在于，所述步骤4包括如下步骤：

步骤4.1.堆场自重荷载将在地基中引起附加应力，且地基中任一点的竖向附加应力σ_z可通过公式2计算得到：

式中：

σ_z为由矩形分布荷载q产生的地基内部任意计算点的附加正应力；x、z分别为地基内任意计算点的x坐标轴坐标和z 坐标轴坐标；m₁,n₁分别为归一化横坐标和纵坐标；q为地表垂直均布荷载；π为圆周率，a为均布荷载宽度，且a＝B_fl；

步骤4.2.公式2中对应于堆场自重荷载的归一化横坐标和纵坐标分别为：

式中，i为第i层计算土层，取值从1到n；Δh_i为第i层计算土层厚度，x为地基内任意计算点x坐标轴的坐标，x_{堆场自重荷载}为对应于堆场自重荷载的x坐标轴的坐标，B_fl为堆载底部宽度；

步骤4.3.将公式3得到的归一化横坐标和纵坐标代入至公式2中可分别求取堆场自重荷载引起的地基中第i层计算土层的附加应力σ_{z,堆场自重,i}。

3.根据权利要求1所述的大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法，其特征在于，所述步骤5包括如下步骤：

步骤5.1：若有现场地质勘察报告，可以获取第I层土对应的渗透系数k_I，初始孔隙比e_I，压缩系数a_vI，侧限压缩模量E_s,I，以及土层厚度H_I；若没有地勘报告，则可以通过现场钻孔取样分别进行变水头渗透试验、基本物性试验和一维压缩固结试验获取不同土层的对应上述参数；

步骤5.2：将步骤5.1得到的不同土层对应的参数代入公式4，公式5、公式6和公式7中即可得到不同土层经历固结时间to时对应的压缩模量；

式中，T_v,I为第I层土对应的时间因素；C_v,I为第I层土对应的固结系数；E_to,I为第I层土经历固结时间to时对应的压缩模量；U_to,I为第I层土经历固结时间to时对应的固结度；γ_w为水的容重，H_II为第I层土的最远排水距离，其中当土层为单面排水时，H_II取土层厚度，即H_II＝H_I，双面排水时，H_II取土层厚度一半，即H_II＝H_I/2。

4.根据权利要求3所述的大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法，其特征在于，

所述步骤6包括：

利用步骤5中得到的第I层土固结一定时间对应的侧限压缩模量E_to,I，可计算得到第I层土体不同计算土层的压缩量Δs_i和第I层土体总压缩量s_I，其表达式如公式8，9所示；

式中：Δs_i为第i个计算土层的压缩值；ε_i为第i个计算土层的平均压缩应变；Δh_i为第i个计算土层的厚度；σ_{z,堆场自重,i}为第i个计算土层的附加应力；s_I为第I层土体总沉降量。

5.根据权利要求1所述的大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法，其特征在于，所述步骤7包括如下步骤：

步骤7.1：把各土层的压缩变形量s_I进行叠加，即可得到地基总沉降值s，其计算表达式如公式10所示；

式中，m为地基土体分层数量；

步骤7.2：重复步骤4、6、7，即可得到沿x方向堆载引起的地基沉降曲线。

6.根据权利要求4所述的大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法，其特征在于，所述步骤8确定计算深度的方法为：

结合步骤6公式8计算结果，利用公式 11确定地基沉降计算深度，其中当计算深度下部仍有较软土层时，应继续计算；

式中：Δs_i为第i个计算土层的压缩值；M为计算土层个数。

7.根据权利要求2所述的大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法，其特征在于，所述步骤9计算地基各土层的附加应力的方法为：

步骤9.1：计算堆场中点以下不同土层对应的归一化横坐标和纵坐标m_1,I，n_1,I，此时x＝x_{堆场自重荷载}，结合公式3可以得到不同土层对应的归一化横坐标和纵坐标m_1,I＝0，n_1,I＝H_I/(2B_fl),其中H_I为土层厚度；

步骤9.2：将步骤9.1得到的不同土层对应的m_1,I，n_1,I代入公式2中，得到堆场中点正下方不同土层厚度中点处的附加应力σ_{z,堆场自重,I}。

8.根据权利要求1所述的大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法，其特征在于，所述步骤10计算地基各土层的自重应力的方法为：

步骤10.1：结合步骤2的地基土体分层结果，堆场中点正下方不同土层厚度中点处的自重应力σ_{z,土体自重,I}可由公式12计算得到，其表达式如下：

式中，σ_{z,土体自重,1}、σ_{z,土体自重,2}、σ_{z,土体自重,3}、σ_{z,土体自重,I}分别为第一层、第二层、第三层和第I层土厚度中点处的自重应力；γ₁、γ₂、γ₃、γ_I分别为第一层、第二层、第三层和第I层土的容重；H₁、H₂、H₃、H_I分别为第一层、第二层、第三层和第I层土的厚度。

9.根据权利要求1所述的大面积高强度堆载地基极限承载力计算方法，其特征在于，所述步骤11计算地基各土层的总应力的方法为：

结合步骤9和步骤10的计算结果，堆场中点正下方不同土层厚度中点处的附加应力σ_{z,堆场自重,I}和自重应力σ_{z,土体自重,I}，可以计算得到不同土层厚度中点处的总应力，其表达式见公式13：

σ_{土体总应力,I}＝σ_{z,堆场自重,I}+σ_{z,土体自重,I} (13)。

Images