河南大學;河南省自然資源監測院王浩獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉河南大學;河南省自然資源監測院申請的專利一種護坡椅式錨索樁組合結構及其計算方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115455528B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211046379.0,技術領域涉及:G06F30/13;該發明授權一種護坡椅式錨索樁組合結構及其計算方法是由王浩;晏田田;潘登;馬利群;付德偉;張建偉;張敏設計研發完成,并于2022-08-30向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種護坡椅式錨索樁組合結構及其計算方法在說明書摘要公布了:本發明提出了一種護坡椅式錨索樁組合結構及其計算方法,解決了易風化巖質邊坡使用抗滑樁深埋難開挖、淺埋無法保持樁前長期穩定的問題;其組合結構包括椅式樁、預應力錨索和掛板;椅式樁包括前樁、后樁和斜梁,前樁樁頂標高低于后樁樁底標高,前樁深入風化巖石層內部;后樁處于懸臂狀態,相鄰的前樁之間設有掛板;前樁和后樁通過斜梁相連,斜梁的兩端分別與前樁頂端、后樁底端剛性連接,斜梁緊貼地面并在斜梁上設置兩排預應力錨索,預應力錨索的一端固定在斜梁上,預應力錨索的另一端固定在邊坡穩定的巖土體中,兩排預應力錨索分別靠近斜梁兩端。本發明推導出了椅式錨索樁內力計算公式,實現了對高陡易風化巖質路堤邊坡的支護。
本發明授權一種護坡椅式錨索樁組合結構及其計算方法在權利要求書中公布了:1.一種護坡椅式錨索樁組合結構的計算方法,其特征在于,護坡椅式錨索樁組合結構包括椅式樁、預應力錨索和掛板;椅式樁包括前樁、后樁和斜梁,前樁樁頂標高低于后樁樁底標高,前樁深入風化巖石層內部;后樁處于懸臂狀態,相鄰的前樁之間設有掛板;前樁和后樁通過斜梁相連,斜梁的一端與前樁頂端剛性連接,斜梁的另一端與后樁底端剛性連接,斜梁緊貼地面并在斜梁上設置兩排預應力錨索,預應力錨索的一端固定在斜梁上,預應力錨索的另一端固定在邊坡穩定的巖土體中,兩排預應力錨索分別靠近斜梁兩端; 其計算方法的步驟如下: 搭建椅式抗滑樁計算模型,計算椅式樁前樁與后樁樁身內力; 斜梁承受錨索拉力、地基反力及前樁和后樁的作用力;基于后樁、斜梁重力荷載以及邊坡與斜梁之間的摩擦力,在溫克爾模型假定下,根據斜梁承受的作用力建立斜梁的撓曲線微分方程,并計算斜梁內力; 所述斜梁內力的計算方法為: 設定后樁樁長為h1、斜梁長度為h2、前樁樁長為h3; 斜梁與后樁樁底連接處B點斜梁的彎矩MB及剪力QB的計算如下: MB=M; 其中,M為填土水平推力作用于后樁樁底B點處的彎矩,Q為填土水平推力作用于后樁樁底B點處的剪力;為邊坡坡度;G1為后樁樁身重力;且G1=γabh1g,γ為樁體容重,a為抗滑樁截面長度,b為抗滑樁截面寬度,g為重力加速度; 根據彈性地基梁理論,建立斜梁的撓曲線微分方程: 其中,E為斜梁的彈性模量,I為斜梁的慣性矩,k為基床系數,qx為梁上荷載; 通過對斜梁的撓曲線微分方程進行數學求解,得到斜梁C點處內力和位移的計算公式,其中,C點為斜梁與前樁樁頂連接處: 其中,yc為C點處斜梁位移,yB為B點處斜梁位移,θB為B點處斜梁轉角,α為特征系數,P為錨索拉力,為錨索錨固角,x為斜梁計算點距原點的距離,xc為計算點C點距斜梁原點的距離,x1為第一排錨索距斜梁原點的距離,x2為第二排錨索距斜梁原點的距離,且 θc為C點處斜梁轉角,Mc為C點處斜梁彎矩,Qc為C點處斜梁剪力; 由地基系數法計算前樁樁頂水平位移xcd及轉角θcd: 其中,M1為前樁樁頂處的彎矩,Q1為前樁樁頂處的剪力,β為前樁的變形系數,φ1、φ2、φ3、φ4為地基系數法的影響值函數,且 其中,Ncb為斜梁軸力,G2為斜梁重力,Fs為斜梁所受摩檫力,且G2=γabgh2,μ為斜梁與坡面的摩擦系數; 令 根據C點處位移連續,斜梁C點處水平位移與前樁樁頂水平位移相等、轉角相等,得到:θc=θcd; 斜梁與后樁底端連接處的位移yB和轉角θB的計算方法為: 根據斜梁上錨索作用位置,斜梁內力的計算分為xBx1段的斜梁內力、x1x2段的斜梁內力和x2xc段的斜梁內力; 當xB≤x≤x1時,即斜梁xBx1段任一截面處的剪力Qx及彎矩Mx的計算公式如下: 當x1≤x≤x2時,即斜梁x1x2段任一截面處的剪力Qx及彎矩Mx的計算公式如下: 當x2≤x≤xc時,即斜梁x2xc段任一截面處的剪力Qx及彎矩Mx的計算公式如下:
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