(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210941869.0 (22)申请日 2022.08.08 (71)申请人 贵州正业工程技术投资有限公司 地址 550000 贵州省贵阳市南明区双龙航 空港经济区机场路9号太升国际A2栋 14层1402- 34号 申请人 清华大学 (72)发明人 沈志平　宋二祥　徐明　孙洪　 付君宜　许飞洲　杨欣　杨关文　 雷鑫　 (74)专利代理 机构 北京安瑞克专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 11902 专利代理师 焦丽 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06Q 50/08(2012.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种孔内深层强夯工法成孔锤倾覆判定方 法 (57)摘要 本发明公开了一种孔内深层强夯工法成孔 锤倾覆判定方法， 属于地基处理领域。 所述判定 方法首先获得拟成孔土层的粘聚力、 内摩擦角、 重度、 土体与成孔锤锤尖侧面的摩擦系数； 获取 锤重、 锤尖圆锥形母线长和底面圆半径、 成孔锤 重心到锤尖的距离； 以成孔锤锤尖圆锥形侧表面 的一半作为锤与孔壁的接触面， 接触面在竖直面 上的投影面积由椭圆圆冠形面积S1和等腰三角 形面积S2组成， 分别通过积分求S1和S2面上被动 土压力， 并进一步求接触面上的被动土压力合 力， 再建立成孔锤倾覆状态下的力矩平衡方程， 计算锥尖圆锥形底面圆到地表的垂直距离， 并求 得成孔锤最小安全入土长度， 从而判定是否存在 倾覆风险。 本发 明能够保障孔内深层强夯工法成 孔时的施工安全。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 115374616 A 2022.11.22 CN 115374616 A 1.一种孔内深层强夯工法成孔锤倾覆判定方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1， 通过试验获得拟成孔土层的粘 聚力c、 内摩擦角 重度γ， 土体与 成孔锤锤尖 侧面的摩擦系数 μ； 步骤S2， 获取成孔锤的锤重G； 成孔锤的锤尖为圆锥形， 获取所述圆锥形的母线长l及底 面圆半径 r， 则有锥尖半角 θ ＝arcsi n(r/l)， 并获取成孔锤重心到锤 尖的距离lG； 步骤S3， 以成孔锤锤尖圆锥形侧表面的一半作为锤与孔壁的接触面， 所述接触面在竖 直面上的投影图由S1和S2两部分组成， 其中S1为椭圆圆冠形面积， S2为等腰三角形面积， S1和 S2面上被动土 压力合力Ep计算公式如式(7)所示： Ep＝kpH+bp                       (7) 式(7)中， H为锥尖圆锥 形底面圆到地表的垂直距离， kp和bp计算公式如式(8)和式(9)所 示： 式(8)和式(9)中， k＝γKP， Kp为被 动土压力系数， 步骤S4， 由被动土压力合力Ep和摩擦系数μ， 可得成孔锤侧面与土层间的摩擦力F摩如式 (10)， F摩方向竖直向下： F摩＝ μEp＝ μkpH+ μbp               (10)； 步骤S5， 孔底直径D计算公式如式(11)所示， 对成孔锤与孔边最高接触点O点建立倾覆 状态下的力矩 平衡公式如式(12)所示， 将式(7)、 式(10)和式(1 1)代入式(12)得式(13)： G(sinθ lG‑D)‑EpH‑F摩D＝0          (12) 通过式(13)采用迭代的方式计算得到 H； 步骤S6， 锤身最小安全 入土长度lmin计算公式如式(14)所示： 当成孔锤入土长度y≤lmin时， 判定成孔锤存在倾覆风险； 当成孔锤入土长度y>lmin时， 判定成孔锤无倾覆风险。 2.根据权利要求1所述的一种孔内深层强夯工法成孔锤倾覆判定方法， 其特征在于， 步权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115374616 A 2骤S3中S1和S2面上被动土 压力合力Ep计算过程如下： 将S1面上的被动土压力ep1在S1面上进行荷载集度求和， S2面上的被动土压力ep2在S2面 上进行荷载集度求和； 建立S1、 S2、 ep1、 ep2与锤尖圆锥形母线的函数关系， 定义在 母线上移动 的自变量x1和x2， S1和S2面上的被动土压力ep1和ep2同样为x1和x2的函数， 分别将ep1和ep2在S1 和S2面上进行积分， 分别得到ep1在S1上的被动土压力合力Ep1和ep2在S2上的被动土压力合力 Ep2， 则S1和S2面上被动土 压力合力Ep＝Ep1+Ep2。 3.根据权利要求2所述的一种孔内深层强夯工法成孔锤倾覆判定方法， 其特征在于， 所 述母线上移动的自变量x1和x2的定义域为x1∈[0,rsi nθ ]和x2∈[0,lcos2θ ]。 4.根据权利要求3所述的一种 孔内深层强夯工法成孔锤倾覆判定方法， 其特征在于， S1 和S2的面积计算公式如式(1)和式(2)所示： S1和S2面上的被动土 压力ep1和ep2表征为x1和x2的函数如式(3)和式(4)所示： k＝γKP 分别将ep1和ep2在S1和S2面上进行积分， 分别得到ep1在S1上的被动土压力合力Ep1和ep2在 S2上的被动土 压力合力Ep2， 积分结果如式(5)和式(6)所示： 5.根据权利要求4所述的一种孔内深层强夯工法成孔锤倾覆判定方法， 其特征在于， 将 公式(5)和(6)代入S1和S2面上被动土压力合力公式Ep＝Ep1+Ep2， 被动土压力合力计算公式 如式(7)所示：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115374616 A 3