申请/专利权人：陕西省建筑科学研究院有限公司;陕西建科建设特种工程有限公司

申请日：2020-10-23

公开（公告）日：2023-11-14

公开（公告）号：CN112284934B

主分类号：G01N3/24

分类号：G01N3/24;G01N3/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.11.14#授权;2021.02.23#实质审查的生效;2021.01.29#公开

摘要：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。

主权项：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。

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