静水面标高：2.28m （极端高水位）；泥面标高：-10m ；桩顶标高：4.6m ；水深d ：12.28m ；波高H ：2.3m （极端高水位波高）；波长L ：123m （极端高水位波长）；桩径：0.53m ；钢管桩断面积：0.22m2；速度力系数C D =1.2；惯性力系数C M =2；水的重度γ=10.25kN/m 。
波浪荷载计算
经计算，H/d=2.3/12.28= 0.187<0.2，d/L=12.28/120=0.1<0.2，符合《海港水文规范》8.3.2.2及8.3.2.3条件s 规定。根据规范8.3.2.1条，H/d=2.3/12.28=0.187，ηmax/H ≈0.62，即ηmax 约为1.43。波浪荷载先按规范8.3.2.1条以下公式计算：
(1) 波浪力速度分力2
12max K DH C P D D γ= 钢管桩高度断面相同，Z 1=0，Z 2= d +ηmax =12.28+1.43=13.71m 。
25.067.180-9.10-.41123
28.124sh 80-12371.134sh 12304-12371.1344sh 84sh -4sh 4-412121=?+=??+??=???+??=πππππππππL d L Z L Z L Z L Z K 钢管桩kN K DH C P D 31.42
25.03.253.025.102.12212D max =????==γ (2) 波浪力惯性分力2
2Im AHK C P M ax γ= 根据规范8.3.2.1节第（4）条，Z 1=0，Z 2= d +η
max -H/2=12.28+1.43-2.3/2=12.56m
582.0213.10706.012028.12212002sh 12056.12222sh 2122=+=??+?=??+?=ππππch sh L d ch L Z L Z sh
K ππ 22Im AHK C P M ax γ= 钢管桩kN AHK C P M ax 32
582.03.222.025.10222Im =????==γ
根据《海港水文规范》图8.3.2.8、图8.3.2.9及图8.3.210，及H/d= 0.187，d/L=0.1，查表知35.1=α；42.1=β；25.1=p γ;4.1=M γ
又根据《海港水文规范》8.3.2.2和8.3.2.3条，kN P D 82.531.435.1max =?=；kN P ax 75.3325.1Im =?=
所以，kN P kN P ax D 875.15.082.5Im max =>=
根据《海港水文规范》8.3.4条第（2）条，取正向水平最大总波浪力为kN P P P P D i D 42.6)82.575.325.01(82.5)25.01(2
2max 2max 2max max =?+?=+=。 此时)25.01(max 2max 2max max
D i D M M M M += 其中， 32max 2K L DH C M D D π
γ= 046.0)115.2(3219.1044.003.067.11)44(32148)(4)(4112212221223=??
????--?+?=??????---+-=L Z ch L Z ch L Z sh L Z Z L Z Z L
d sh K ππππππ m kN K L DH C M D D ?=??????==07.31046.014
.321233.253.025.102.12232max πγ 根据《海港水文规范》8.3.2.2条，m kN M D ?=?=12.4407.3142.1max 4Im 4K AHL C M M ax π
γ= []187.0)1213.1(685.064.0203
.11)22(2)(221122124=--??=??????--?-=L Z ch L Z ch L Z sh L Z Z L
d ch K πππππ m kN K AHL C M M ax ?=??????==19187.014
.341233.222.025.10244Im πγ 根据《海港水文规范》8.3.2.3条，m kN M ax ?=?=6.26194.1Im 所以m kN M M M M D i D ?=+?=+=13.48)12
.446.2625.01(12.44)25.01(22max 2max 2max max
水流荷载计算
钢管桩所受水流力可用下式计算：
A g V Kn F 22
γ=，K 取0.73，n 取0.89，
=??????==)53.028.12(8
.9227.025.1089.073.022
2
A g V Kn F γ0.16kN
Option Explicit Dim L1 As Single, L2 As Single, t As Single, d!, k!, kd!, thkd!, H!, D1! Dim CD As Single, CM As Single, l As Single, Ko As Single Dim Fhdmax As Single, Fhlmax As Single, Mhdmax As Single, Mhlmax!, Fhmax!, Mhmax! Dim θ As Si ngle Const Pi = 3.141592653 Const G = 9.8 Const γ = 1025 Private Sub Command1_Click() Dim r As Integer Do While True L1 = V al(InputBox("请输入波长L1：", "求解设计波长：", "100")) t = V al(InputBox("请输入设计波周期T：", "请输入", "6")) d = V al(InputBox("请输入设计水深d：", "请输入", "20")) If L1 <= 0 Then r = MsgBox("请输入一个正数！", 5, "输入错误") If r = 2 Then End End If Else Exit Do End If Loop k = 2 * Pi / L1 kd = k * d thkd = (Exp(kd) - Exp(-kd)) / (Exp(kd) + Exp(-kd)) L2 = G * (t ^ 2) * thkd / (2 * Pi) Do Until Abs(L2 - L1) < 0.001 L1 = L2 k = 2 * Pi / L1 kd = k * d thkd = (Exp(kd) - Exp(-kd)) / (Exp(kd) + Exp(-kd)) L2 = G * (t ^ 2) * thkd / (2 * Pi) Loop Print "设计波长是："; L2 Print "波数："; Format$(k, "0.0000") End Sub Private Sub Command2_Click() End End Sub Private Sub Command3_Click() H = V al(InputBox("请输入设计波高H：", "请输入", "3")) D1 = V al(InputBox("请输入桩柱直径D1：", "请输入", "2")) l = V al(InputBox("请输入桩柱间距l：", "请输入", "15"))
波浪力的计算需要两方面理论的支持：波浪运动理论及波浪荷载计算理论。前者研究波浪的运动，后者在已知波浪运动的前提下计算波浪对水中物体的作用。几种常用的波浪普： 1.P-M 谱 Pierson 和Moskowitz适用于无限风速发在的波浪普。国际船模水池会议（ITTC）推荐采用这一形式的波，故也称为ITTC波谱。 JONSWAP（Joint north sea wave project）.是一种频谱。 3.应力范围的长期分布模型：1.离散型模型，2.分段连续型模型，3.连续模型。 1. 离散模型:用Hs作为波高，Tz为波浪周期，定义一个余弦波。然后用规则波理论计算作用在结构上的波浪力。并用准静定的方法计算结构呢I的应力。缺陷：没有将波浪作为一个随机过程来处理。每一海况的应力范围只有一个确的数值。因此又称为确定性模型。 2.分段连续型模型 每一短期海况中，交变应力过程是一个均值为0的平稳正态过程。综合所有海况中应力范围的短期分布，并得出各个海况出现的疲劳，就得到应力范围的长期分布，它的形式是分段连续的。 应力范围的两种短期分布模型：1.Rayleigh分布和Rice分布。 在某一海况中交变应力均值为。应力峰值服从Rayleigh分布。通过计算得出应力范围也服从Rayleigh分布。 3.在船舶及海洋工程结构疲劳可靠性分析中，希望应力范围的长期分布能用一个连续的分布函数来描述。这就是应力范围长期分布的连续模型.最常用的就是Weibull分布。 4.有义波高：（significant wave height）所有波浪中波高最大的三分之一波浪的平均高度。用Hs表示。 5.Stokes五阶波给出了波陡的量度（H/L）H/L越大，波就越陡。当波高与波长的比值大到一定程度时，波会破碎。 6.波速=波长与频率的乘积 C=λ/T或者C=λf,其中f是频率。或者T=2π/ω 7.圆频率 1.圆频率即2π秒内振动的次数，又叫角频率，和角速度的ω没有任何关系。角频率与频率f的关系是ω0=2πf；周期T=2π/ω0. 角速度应用的举例：单摆摆动，钟摆所走过部分圆时，钟摆在单位时间内“扫”过的角度，此时角速度为非恒定量。角速度并非振动与三角函数关联后所讲到的角频率。 2单位 圆频率虽然名字中有“频率”二字但其单位并不是“Hz”而是“rad/s”。
承载力计算方法 1 .计算公式 Q q n A i V 其中， Q ――极限承载力； i——桩靴排开土的水下溶重； V——桩靴体积； A ――桩靴面积； 2.桩端阻力q n ------------- 确定方法如下: 2. 1 对于粘性土(不排水土) q n N c S u 其中， N c ――承载力系数 D N c 6(1°.2 ) 9最大值不能超过9 B D桩靴入泥深度； B ---- 与桩靴面积相当的圆的直径； S u ――不排水剪切强度。 2. 2 对于砂性土(排水颗粒土) q n 0.3 2 B N r P o(N q 1) 其中，
桩靴底面下处土壤水下溶重;
B ---- 与桩靴面积相当的圆的直径；P o——桩靴底面处压强； tan N q ――承载力系数N q e N r ――承载力系数N r 2( N q 其中， ——内摩擦角。 3 算例： 桩靴底面积7om 桩靴型深：2m 桩靴入泥土深度：10m 桩靴体积：105用 算例1：(粘性土质表1) Q q n A i V q n = N C X S u Nc=6(1+B) D=10m B=2*sqr(A/=2*sqr(70/=9.443m Nc=>9 ,所以取9 Nc= 9 Su=9kPa q n=9*9000=81000 pa r1=9kN/m V=105rm tan2(45 2 ) 1) tan
Q=81000*70+9000*105=6615kN=675t
算例2:(砂性土质表2) Q q n A i V q n 0.3 2 B N r P o(N q 1) B=2*sqr(A/=2*sqr(70/=9.443m 「2=10 kN/m3 Nr= Nq= p0=10kN/m*4.5m+m*2.7m+m*2.8m 2 =m q n=*i0**+ 2 =m r i=9kN/m 3 V=105m
桩承载力计算 执行规范: 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010), 本文简称《抗震规范》 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008), 本文简称《桩基规范》 ----------------------------------------------------------------------- 《湿陷性黄土地区建筑规范》2004版第5.7.5条；本文简称《黄土规范》 《铁路桥涵地基及基础设计规范》2005版第6.2.2条中有关摩檫桩计算部分；本文简称《铁基规范》 ----------------------------------------------------------------------- 1. 设计资料 1.1 桩土关系简图
1.2 已知条件 (1) 桩参数 承载力性状端承摩擦桩 桩身材料与施工工艺混凝土预制桩 截面形状圆形 砼强度等级 C80 桩身纵筋级别 HRB400 直径(mm) 400 桩长(m) 13.000 (2) 计算内容参数 竖向承载力√ 计算方法经验参数法 考虑负摩阻ㄨ 水平承载力√ 桩顶约束情况固接 允许水平位移(mm) 10.0 纵筋保护层厚(mm) 60 抗拔承载力ㄨ 软弱下卧层√ 承载力比 0.33 均匀分布侧阻比 0.50 考虑地基液化不考虑 (3) 土层参数 (m)高(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(kPa)(MN/m4) 征值(kPa)修正(kPa)程度
大丰港波浪力计算 一、工程概况： （一）工程规模、结构形式及主要尺寸 1、工程规模：本工程为两个5000吨级泊位，散货、多用途泊位各一个。 2、引桥全长390米，宽15米，采用高桩梁板结构，桩径800mm，排架间距15米，引桥共142根桩，桩长均为35米。码头全长269米，宽35米，排架间距7米，高桩梁板结构。 3、桩型介绍：桩基采用PHCΦ800C型高强砼管桩，全称为先张法预应力离心高强砼管桩（Prestressed Spum High Strenth Concrete Pipe Piles），PHC为其英文单词的缩写。砼设计标号为C80。 （二）、工程地理位置： 大丰港位于江苏省大丰市境内，处于江苏沿海从连云港至长江口近千公里港口空白带的中部。 （三）工程区域自然情况： 港址海岸由潮滩淤长和人工围垦形成，岸滩宽5KM左右，码头区域处于无掩护地带。大丰港规划区潮位及波浪观测，在历史上几乎是空白，提供有关气象资料显示：港区夏季风影响显著，夏季多为东南风，频率占57%，冬季受寒潮影响，以西北风为主，频率可达53%，全年出现≥5级风的天数，平均为20天；≥6级风的平均天数为8.5天，影响本地区的台风平均次数为每年0.6次，多出现在7—9月份，龙卷风平均为三年发生一次。 施工地点设计波浪要素（设计高水位）5年一遇波浪H1%4.4m,2年一遇波浪H1%3.9m。 潮流流速达1.8m/s，流向方向角171度。本海域为强流海区，主流向与岸线大致平行，似呈南北向往复流，涨潮流向偏南，落潮流向偏北。 设计高水位为+5.07m,设计低水位为+0.46m。
（四）于1997 年12月，某公司承担在工程拟建位置打一组试桩，试桩为四根600×600mm的砼方桩，桩长47m，砼标号R50。桩打完后用16#槽钢连成了整体。20几天后四根桩全部倒入水中。 所以，我部在打桩之前先进行桩的抵抗波浪力计算。 二、计算波浪力 1、已知：五年一遇波高：H=4.4m ;设计高潮位: 5.07m ; 周期: T=8.5s; 桩位处泥面标高: -5.0m; 水深:d=5.07+5.0=10.07m; 海水容重:ρ=1.006×103 kg/m3; g=10m/s2 ⑴波长①L0=gT2/2π=10×8.52/2π=114.99m (深水波) ②Ls=T=8.5×=85.3m (浅水波) 由于d=10.07
地基承载力计算公式很多，有理论的、半理论半经验的和经验统计的，它们大都包括三项： 1. 反映粘聚力c的作用； 2. 反映基础宽度b的作用； 3. 反映基础埋深d的作用。 在这三项中都含有一个数值不同的无量纲系数，称为承载力系数，它们都是内摩擦角φ的函数。下面介绍三种典型的承载力公式。 a.太沙基公式 式中： Pu——极限承载力，Ka c ——土的粘聚力，KPa γ——土的重度，KN/m，注意地下水位下用浮重度； b，d——分别为基底宽及埋深，m； Nc，Nq，Nr——承载力系数，可由图8.4.1中实线查取。 图8.4.1
对于松砂和软土，太沙基建议调整抗剪强度指标，采用 c′=1/3c ， 此时，承载力公式为： 式中Nc′，Nq′，Nr′——局部剪切破坏时的承载力系数，可由图8.4.1中虚线查得。 对于宽度为b的正方形基础 对于直径为b′的圆形基础 b.汉森承载力公式 式中Nr，Nq，Nr——无量纲承载力系数，仅与地基土的内摩擦角有关，可查表8.4.1 表8.4.1承载力系数Nc，Nq，Nr值 Nc Nq Nr Nc Nq Nr 0 5.14 1.00 0.00 24 19.32 9.60 6.90 2 5.6 3 1.20 0.01 26 22.25 11.85 9.53 4 6.19 1.43 0.0 5 28 25.80 14.72 13.13 6 6.81 1.72 0.14 30 30.14 18.40 18.09 8 7.53 2.06 0.27 32 35.49 23.18 24.95 10 8.35 2.47 0.47 34 42.16 29.44 34.54 12 9.28 2.97 0.76 36 50.59 37.75 48.06 14 10.37 3.59 1.16 38 61.35 48.93 67.40 16 11.63 4.34 1.72 40 75.31 64.20 95.51 18 13.10 5.26 2.49 42 93.71 85.38 136.76 20 14.83 6.40 3.54 44 118.37 115.31 198.70
600 单桩水平承载力： ZH-600 600.1 基本资料 600.1.1 工程名称： 工程一 600.1.2 桩型：预应力混凝土管桩； 桩顶约束情况：铰接 600.1.3 管桩的编号 PHC-AB600(110)，圆桩直径 d ＝ 600mm ，管桩的壁厚 t ＝ 110mm ； 纵向钢筋的根数、直径为 13φ10.7； 桩身配筋率 ρg ＝ 0.826% 600.1.4 桩身混凝土强度等级 C80， f t ＝ 2.218N/mm E c ＝ 37969N/mm 纵向钢筋净保护层厚度 c ＝ 25mm ； 钢筋弹性模量 E s ＝ 200000N/mm 600.1.5 桩顶允许水平位移 x 0a ＝ 10mm ； 桩侧土水平抗力系数的比例系数 m ＝ 10MN/m 4 ； 桩的入土长度 h ＝ 28m 600.2 计算结果 600.2.1 桩身换算截面受拉边缘的截面模量 W 0 600.2.1.1 扣除保护层厚度的桩直径 d 0 ＝ d - 2c ＝ 600-2*25 ＝ 550mm 600.2.1.2 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值 αE ＝ E s / E c ＝ 200000/37969 ＝ 5.2675 600.2.1.3 预应力混凝土管桩的内径 d 1 ＝ d - 2t ＝ 600-2*110 ＝ 380mm 600.2.1.4 W 0 ＝ π·[(d 4 - d 14) / d] / 32 + π·d·(αE - 1)·ρg ·d 02 / 16 ＝ π*[(0.64-0.384)/0.6]/32+π*0.6*(5.2675-1)*0.00826*0.552/16 ＝ 0.019051m 600.2.2 桩身抗弯刚度 EI 600.2.2.1 桩身换算截面惯性矩 I 0 ＝ W 0·d 0 / 2 ＝ 0.01905*0.55/2 ＝ 0.0052390m 4 600.2.2.2 EI ＝ 0.85E c ·I 0 ＝ 0.85*37969*1000*0.005239 ＝ 169079kN · m 600.2.3 桩的水平变形系数 α 按桩基规范式 5.7.5 确定： α ＝ (m ·b 0 / EI)1/5 600.2.3.1 圆形桩当直径 d ≤ 1m 时 b 0 ＝ 0.9(1.5d + 0.5) ＝ 0.9*(1.5*0.6+0.5) ＝ 1.260m 600.2.3.2 α ＝ (m ·b 0 / EI)1/5 ＝ (10000*1.26/169079)0.2 ＝ 0.5949(1/m) 600.2.4 桩顶水平位移系数 νx 600.2.4.1 桩的换算埋深 αh ＝ 0.5949*28 ＝ 16.66m 600.2.4.2 查桩基规范表 5.7.2，桩顶水平位移系数 νx ＝ 2.441 600.2.5 单桩水平承载力特征值按桩基规范式 5.7.2-2 确定： R ha = 0.75α3·EI·x 0a / νx 600.2.5.1 R ha ＝ 0.75*0.59493*169079*0.01/2.441 ＝ 109.4kN 600.2.5.2 验算地震作用桩基的水平承载力时，R haE ＝ 1.25R ha ＝ 136.7kN 9#，10#楼，查电算信息风荷载作用下基底剪力为Vx=1158kn,Vy=2077kn,地震作用下基底剪力为Vx=2292kn,Vy=3001kn.故由地震下控制。工程桩总桩数为64根。则作用于基桩顶处的水平力H ik 为3001/64=47kn< R ha .满足要求(还未考虑土对筏板的有利抗侧力). 2，3#楼，查电算信息风荷载作用下基底剪力为Vx=1098kn,Vy=1560kn,地震作用下基底剪力为Vx=2121kn,Vy=2048kn.故由地震下控制。工程桩总桩数为55根。则作用于基桩顶处的水平力H ik 为2121/55=39kn< R ha .满足要求(还未考虑土对筏板的有利抗侧力). 500 单桩水平承载力： ZH-500 500.1 基本资料 500.1.1 工程名称： 工程一 500.1.2 桩型：预应力混凝土管桩； 桩顶约束情况：铰接 500.1.3 管桩的编号 PHC-AB500(100)，圆桩直径 d ＝ 500mm ，管桩的壁厚 t ＝ 100mm ； 纵向钢筋的根数、直径为 10φ10.7； 桩身配筋率 ρg ＝ 0.877% 500.1.4 桩身混凝土强度等级 C80， f t ＝ 2.218N/mm E c ＝ 37969N/mm 纵向钢筋净保护层厚度 c ＝ 25mm ； 钢筋弹性模量 E s ＝ 200000N/mm 500.1.5 桩顶允许水平位移 x 0a ＝ 10mm ； 桩侧土水平抗力系数的比例系数 m ＝ 10MN/m 4 ； 桩的入土长度 h ＝ 28m 500.2 计算结果 500.2.1 桩身换算截面受拉边缘的截面模量 W 0 500.2.1.1 扣除保护层厚度的桩直径 d 0 ＝ d - 2c ＝ 500-2*25 ＝ 450mm 500.2.1.2 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值 αE ＝ E s / E c ＝ 200000/37969 ＝ 5.2675 500.2.1.3 预应力混凝土管桩的内径 d 1 ＝ d - 2t ＝ 500-2*100 ＝ 300mm 500.2.1.4 W 0 ＝ π·[(d 4 - d 14) / d] / 32 + π·d·(αE - 1)·ρg ·d 02 / 16 ＝ π*[(0.54-0.34)/0.5]/32+π*0.5*(5.2675-1)*0.00877*0.452/16 ＝ 0.011425m 500.2.2 桩身抗弯刚度 EI 500.2.2.1 桩身换算截面惯性矩 I 0 ＝ W 0·d 0 / 2 ＝ 0.01143*0.45/2 ＝ 0.0025707m 4 500.2.2.2 EI ＝ 0.85E c ·I 0 ＝ 0.85*37969*1000*0.0025707 ＝ 82965kN · m 500.2.3 桩的水平变形系数 α 按桩基规范式 5.7.5 确定： α ＝ (m ·b 0 / EI)1/5 500.2.3.1 圆形桩当直径 d ≤ 1m 时 b 0 ＝ 0.9(1.5d + 0.5) ＝ 0.9*(1.5*0.5+0.5) ＝ 1.125m 500.2.3.2 α ＝ (m ·b 0 / EI)1/5 ＝ (10000*1.125/82965)0.2 ＝ 0.6706(1/m) 500.2.4 桩顶水平位移系数 νx 500.2.4.1 桩的换算埋深 αh ＝ 0.6706*28 ＝ 18.78m 500.2.4.2 查桩基规范表 5.7.2，桩顶水平位移系数 νx ＝ 2.441 500.2.5 单桩水平承载力特征值按桩基规范式 5.7.2-2 确定： R ha = 0.75α3·EI·x 0a / νx 500.2.5.1 R ha ＝ 0.75*0.67063*82965*0.01/2.441 ＝ 76.9kN 500.2.5.2 验算地震作用桩基的水平承载力时，R haE ＝ 1.25R ha ＝ 96.1kN 1#楼，查电算信息风荷载作用下基底剪力为Vx=955.5kn,Vy=3962.8kn,地震作用下基底剪力为Vx=4150.33kn,Vy=5372.60kn.故由地震下控制。工程桩总桩数为135根。则作用于基桩顶处的水平力H ik 为5372.60/135=39.8kn< R ha .满足要求(还未考虑土对筏板的有利抗侧力). 4#楼，查电算信息风荷载作用下基底剪力为Vx=895.6kn,Vy=1853.1kn,地震作用下基底剪力为 Vx=2005.43kn,Vy=2587.28kn.故由地震下控制。工程桩总桩数为66根。则作用于基桩顶处的水平力H ik 为2587.28/66=39.2kn< R ha .满足要求(还未考虑土对筏板的有利抗侧力).
切削力计算的经验公式 通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。在实际中使用切削力的经验公式 有两种：一是指数公式，二是单位切削力。 1 ．指数公式 主切削力(2-4) 背向力(2-5) 进给力(2-6) 式中F c————主切削力（ N）； F p————背向力（ N）； F f————进给力（ N）； C fc、 C fp、 C ff————系数，可查表 2-1； x 、y fc、n fc、x fp、y fp、n fp、x ff、y ff、n ff ------ 指数，可查表 2-1。 fc
K Fc、 K Fp、 K Ff ---- 修正系数，可查表 2-5，表 2-6。 2 ．单位切削力 单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用 kc表示，见表 2-2。 kc=Fc/A d=Fc/(a p·f)=F c/(b d·h d) (2-7) 式中A D -------切削面积（ mm 2）； a p ------- 背吃刀量（ mm）； f - ------- 进给量（ mm/r）； h -------- 切削厚度（ mm ）； d b -------- 切削宽度（ mm）。 d 已知单位切削力 k c ,求主切削力 F c F c=k c·a p·f=k c·h d·b d (2-8)
式 2-8中的 k c是指 f= 0.3mm/r 时的单位切削力，当实际进给量 f大于或小于 0.3mm /r时，需乘以修正系数 K fkc，见表 2-3。
表 2-3 进给量?对单位切削力或单位切削功率的修正系数 K fkc， K fps 切削力的来源、切削分力 金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形；同时工件与刀具之间的相对运动存在着摩擦力。如图 2-15所示，作用在刀具上的力有两部分组成： 1. 作用在前、后刀面上的变形抗力 F nγ和 F nα ; 2. 作用在前、后刀面上的摩擦力F fγ和 F fα。
单桩水平承载力设计值计算项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、构件编号: ZH-1 二、依据规范: 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94－94) 三、计算信息 1.桩类型: 钢筋混凝土预制桩 2.桩顶约束情况: 铰接、自由 3.截面类型: 方形截面 4.桩身边宽: d=400mm 5.材料信息: 1)混凝土强度等级: C20 ft=1.10N/mm2 Ec=2.55*104N/mm2 2)钢筋种类: HRB335 Es=2.0*105N/mm2 3)钢筋面积: As=1017mm2 4)净保护层厚度: c=50mm 6.其他信息: 1)桩入土深度: h=10.000m 2)桩侧土水平抗力系数的比例系数: m=14.000MN/m4 3)桩顶容许水平位移: χoa=10mm 四、计算过程: 1.计算桩身配筋率ρg: ρg=As/A=As/(d*d) =1017.000/(400.000*400.000)=0.636% 2.计算桩身换算截面受拉边缘的表面模量Wo: 扣除保护层的桩直径do=d-2*c=400-2*50=300mm 钢筋弹性模量Es与混凝土弹性模量Ec的比值 αE=Es/Ec=2.0*105/2.55*104=7.843 Wo=π*d/32*[d*d+2*(αE-1)*ρg*do*do] =π*0.400/32*[0.400*0.400+2*(7.843-1)*0.636%*0.300*0.300] =0.007m3 3.计算桩身抗弯刚度EI: 桩身换算截面惯性矩Io=Wo*d/2=0.007*0.400/2=0.001m4 EI=0.85*Ec*Io=0.85*2.55*104*1000*0.001=28570.447kN*m2 4.确定桩的水平变形系数α: 对于方形桩，当直径d≤1m时: bo=1.5*d+0.5=1.5*0.400+0.5=1.100m α=(m*bo/EI)(1/5)【5.4.5】 =(14000.000*1.100/28570.447)(1/5)=0.884 (1/m) 5.计算桩顶水平位移系数νx: 桩的换算埋深αh=0.884*10.000=8.837m 查桩基规范表5.4.2得: νX=2.441 6.单桩水平承载力设计值Rh:
整理后： 波浪荷载的计算理论 波浪是发生在海洋表面的一种波动现象，其波动性质因受浅水区域海底地形影响和水深的变浅，发生波浪破碎现象，成为影响海岸侵蚀和变形以及海岸带污染物迁移与扩散的最主要的水动力环境之一。破浪破碎与冲击现象对海上工程设施的安全也十分重要。由于波浪破碎及冲击作用的机理极其复杂，至今仍然是海岸工程领域没有解决的困难课题之一。因此，开展近海波浪破碎与冲击过程数值模型的研究，就有着重要的理论意义和工程意义。 波浪荷载,也称波浪力，是波浪对港口码头和海洋平台等结构所产生的作用。目前按绕射理论进行分析。波浪对结构物的作用由四部分组成：水流粘性所引起的摩阻力（与水质点速度平方成正比）；不恒定水流的惯性或结构物在水流中作变速运动所产生的附加质量力（与波浪中水质点加速度成正比）；结构物的存在对入射波浪流动场的辐射作用所产生的压力和结构物运动对入射波浪流动场的辐射作用所引起的压力。包括上述全部作用影响的波浪力理论称为绕射理论。在目前实际工作中，常用只考虑了结构受到波浪摩阻力和质量力影响的半经验半理论的莫里森（Mrison）方程分析波浪力。波浪荷载是由波浪水质点与结构间的相对运动所引起的。波浪是一随机性运动，很难在数学上精确描述。当结构构件（部件）的直径小于波长的20％时，波浪荷载的计算通常用半经验半理论的美国莫里森方程；大于波长的20％时，应考虑结构对入射波场的影响,考虑入射波的绕射,计算时用绕射理论求解。影响波浪荷载大小的因素很多，如波高、波浪周期、水深、结构尺寸和形状、群桩的相互干扰和遮蔽作用以及海生物附着等。 波浪荷载常用特征波法和谱分析法确定。对一些特殊形状或特别重要的海洋
(1)推动浪的比率关系 ?各浪长度呈菲波纳奇比率关系:1.618,2.618, 0.618, 0.382倍. ?第3浪最小目标涨幅=(1浪涨幅*1.618)+2浪底 ?由1浪涨幅测算出5浪上涨目标区域A的公式: o5浪最低理论高度=1浪底点+1浪涨幅 *2*1.618 o5浪最高理论高度=1浪顶点+1浪涨幅 *2*1.618 ?由1浪至3浪测算出5浪上涨目标区域B的公 式: o5浪最低理论高度=3浪顶+(3浪顶点-1浪底 点)*0.382 o5浪最高理论高度=3浪顶+(3浪顶点-1浪底 点)*0.618 o5浪=3浪或3浪*0.618 ?2浪为整个推动浪的黄金分割位0.618 o5浪=1浪或成0.618倍 o5浪=1至3浪*1.618 ①第3浪永远不可能是1—5浪中最短的一浪. ②第4浪的浪底 不能低于第1浪的浪顶.(倾斜三角形例外)
①预测推动浪运行长度.如第3浪延伸,那么第5浪和第1浪的长度和运行时间可能相似. ②当第1浪与第3浪都是简单的升浪,则第5浪可能是一个延伸浪,特别是当成交量急剧增加时. ③在成熟的股市,延伸浪经常会出现在第3浪;而在新兴股市(或期货市场),5浪往往延伸. ④5浪延伸可能出现双回撤形态. 下周再次潜伏布局好时机 2011-07-22 15:36:40| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅 牛股师看盘：技术分析：MACD双双死叉，下周大盘继续震荡探明2浪底部，早则上半周，晚则下周会完成，8月将会结束2浪调整开始形成3浪的雏型，这也是广大投资者在今年内的又一次底部潜伏布局的时机和机会。千万别随大盘遇跌则悲观，遇涨则欢喜，也别随大众之主流观点而行，随我波段节奏来，则可对后市走势清晰了然。因从1664过来的图形太长，中午博文已有详细从1664到现在的波浪图和未来走势图，以下我就画后半部分以及未来的以便大家观看：
公路路基承载力计算确定方法 2、岩土层承载力基本容许值和桩侧土摩阻力标准值的确定方法 地基土承载力基本容许值[faO]及桩侧土摩阻力标准值qik的提供是利用土分析统计和原位测试成果,按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG 63-2007进行查表，然后结合地区经验稍做调整后给出。各类岩土层分别按照如下细则执行： 1）一般黏性土、软土、全风化岩层 ①根据土工试验参数，按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007查表和结合地区工程经验确定[faO]、qik值。 ②根据标准贯入击数N按地区工程经验确定[faO]。 2）冻土 按照《工程地质手册》第四版以及《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ118-98中相关规定执行。 3）砂类土 ①按实际标贯击数N或修正后动力触探锤击数N′确定砂土的密实度后，再依据密实度按规范查表和结合地区工程经验确定[faO]、qik值。 ②根据实际标贯击数N或修正后动力触探锤击数N′按地区经验确定[faO]值。 4）卵石土、碎石类土、强风化岩石 ①根据校正后的动力触探锤击数N′按地区经验确定卵石土、碎石类土及强风化岩石的密实度，再根据密实度按规范查表结合地区工程经验确定[faO]、qik值。 ②根据校正后的锤击数N′按地区经验确[faO]定值。 5）中～微风化风化基岩 根据岩石野外特征及岩石的饱和抗压强度测试成果（详见“岩石试验成果表”）并结合地区工程经验确定[faO]值。 3、原位测试数据整理及应用 1）圆锥动力触探试验 圆锥动力触探适用于各类土体及全风化、强风化岩层，划分不同性质的土层及确定土的物理力学性质。 对圆锥动力触探试验指标的量测，应根据具体情况适当选取。 （1）一般以5击为一阵击，记录一阵击的贯入量及相应的锤击数，土层较松软时，应少于5击。并按式（1-7-3-1）计算每贯入10cm的实测锤击数。 (1-7-3-1) 式中：N—每贯入10cm的锤击数； K一阵击的锤击数； S—相应于一阵击的贯入量（cm）。 （2）当土层较为密实时（5击贯入量小于10cm时），可直接记录每贯入10cm所需的锤击数。 （3）触探杆长度的校正 当触探杆的长度大于2米时，需按式（1-7-3-2）对试验结果校正： （1-7-3-2) 式中：N’63.5—修正后的锤击数； N63.5—实测锤击数； a—修正系数，修正系数a值见表1.7.1。
附录C 波浪计算 C.1 波浪要素确定 C.1.1 计算风浪的风速、风向、风区长度、风时与水域水深的确定，应符合下列规定： 1 风速应采用水面以上10m 高度处的自记10min平均风速。 2 风向宜按水域计算点的主风向及左右22.5°、45°的方位角确定。 3 当计算风向两侧较宽广、水域周界比较规则时，风区长度可采用由计算点逆风向量到对岸的距离；当水域周界不规则、水域中有岛屿时，或在河道的转弯、汊道处，风区长度可采用等效风区长度Fe，Fe可按下式计算确定： 式中ri——在主风向两侧各45°范围内，每隔Δα角由计算点引到对岸的射线长度（m）； αi——射线ri与主风向上射线r0之间的夹角（度），αi＝i×Δα。计算时可取Δα＝7.5°（i＝0，±1，±2，…，±6），初步计算也可取Δα＝15°（i＝0，±1，±2，±3），（图C.1.1）。 图C.1.1 等效风区长度计算 4 当风区长度F小于或等于100km 时，可不计入风时的影响。 5 水深可按风区内水域平均深度确定。当风区内水域的水深变化较小时，水域平均深度可按计算风向的水下地形剖面图确定。
C.1.2 风浪要素可按下列公式计算确定： 式中——平均波高（m）； ——平均波周期（s）； V——计算风速（m/s）； F——风区长度（m）； d——水域的平均水深（m）； g——重力加速度（9.81m/s2）； tmin——风浪达到稳定状态的最小风时（s）。 C.1.3 不规则波的不同累积频率波高Hp与平均图C.1.1 等效风区长度计算波高之比值Hp/可按表C.1.3-1确定。 表C.1.3.1 不同累积频率波高换算 不规则波的波周期可采用平均波周期表示，按平均波周期计算的波长L 可按下式计算，也可直接按表C.1.3-2确定。
承载力计算方法 1．计算公式 V A q Q n ?+?=1γ 其中, Q —— 极限承载力； 1γ—— 桩靴排开土的水下溶重； V —— 桩靴体积； A —— 桩靴面积； 2. 桩端阻力 n q —— 确定方法如下： 2．1 对于粘性土（不排水土） u c n S N q ?= 其中， c N ——承载力系数 9)2 .01(6≤+=B D N c 最大值不能超过9 D ——桩靴入泥深度； B ——与桩靴面积相当的圆的直径； u S ——不排水剪切强度。 2．2 对于砂性土（排水颗粒土） )1(3.002-+??=q r n N p N B q γ 其中， 2γ——桩靴底面下0.5B 处土壤水下溶重； B ——与桩靴面积相当的圆的直径； 0P ——桩靴底面处压强；
q N ——承载力系数 )2 45(tan 2 tan φ φ π+ =e N q r N ——承载力系数 φt a n )1(2+=q r N N 其中， φ——内摩擦角。 3 算例： 桩靴底面积70m 2 桩靴型深：2m 桩靴入泥土深度：10m 桩靴体积：105m 3 算例1：（粘性土质 表1） V A q Q n ?+?=1γ q n ＝N C ×S u Nc=6(1+0.2D/B) D=10m B=2*sqr(A/3.14)=2*sqr(70/3.14)=9.443m Nc=14.54>9 , 所以取9 Nc ＝9 Su=9kPa q n =9*9000=81000 pa r 1=9kN/m 3 V=105m 3 Q=81000*70+9000*105=6615kN=675t
船舶操纵运动波浪力计算 2.1 不规则波入射力计算模型 依据概率统计理论，不规则波的波面可以看作是由一系列具有不同的频率、波数、波幅、传播方向以及随机分布初相位角的规则波叠加而成。在实际应用中寻求海浪的统计特性，通常采用“波能谱”的概念来描述海浪。 海浪形成的过程是风把能量传递给水的过程。这一过程大致可分为两个阶段，第一阶段为波浪生长阶段，当风最初作用于海面上时，海面开始出现较小的波，随着时间的增长，风不断地把能量传递给水，波浪越来越大，显然这一阶段海浪是比较复杂，其统计特性随时间不断变化，这一阶段的海浪描述描述相当复杂。但是，当波浪渐趋稳定时，波的能量达到一定值，其统计特征基本上不随时间变化，为了这一阶段海浪的数学描述，应用波谱密度函数，从大量观察分析结果表明海浪以及船舶在波浪中的运动等均属于狭带谱的正态随机过程，因此基于以下假设： 1．波浪为弱平稳的、各态历经的、均值为零的正态(高斯)随机过程。 2．波谱的密度函数为窄带。 3．波峰(最大值)为统计上独立的。 由波的方向性谱密度，不规则波的波面可用下列随机积分表示来描述： ??- ∞ +-+=220 ),(2)],()sin cos (cos[),,(π π?θωθωθωεωθηθξηξ?d d S t k t （2-1） 其中，),(θω?S 为波谱密度函数，表示了不规则波浪中各种频率波的能量在总能量中所占的份量。 仅考虑波沿主浪向运动的情况，并将式（2-1）转化为随船坐标系下表示为： ?∞ +--=0 )(2)]()sin cos (cos[),,(ωωωεωμμ??d S t y x k t y x e （2-2） 为了方便计算，将波能谱密度函数进行离散，用求和形式代替上式的积分如下： ∑=+--?=n i i ei i i t y x k S t y x 1 ])sin cos (cos[)(2),,(εωμμωω?? （2-3） 其中，相位角i ε可视为均匀分布在（0，2π）区间内的随机变量。 由于不规则波可看作是多个规则谐波分量叠加的结果，因而航行于不规则波浪中的船舶所受到的主干扰力仍然依据傅汝德-克雷洛夫（Froude-Krylov ）假设。 类比规则波主干扰力的推导过程，深水中不规则波浪对船体的主干扰力（力矩）仍然是对压力差沿船体表面进行的积分，同样将船体简化成箱体，经推广可得不规则波对船体的主干扰力和力矩的数学模型表达如下：
由Morison方程计算桩基平台的波浪力 实例：有一桩基平台，平台的支撑结构由四根直径D=6.0m的圆柱组成。平台设计工作水深d=40m，设计波高H=10m，设计周期T=10.4s。试确定每根桩柱最大水平波浪力和作用点的位置，以及四根桩柱的最大水平合波力和最大水平合波力矩。 基本数据： 设计水深d=40m 海水密度ρ=1.025×103kg/m3 设计波高H=10.0m 桩柱直径D=6.0m 设计波周期T=10.4s 桩柱之间距l=30.0m 有波长计算公式： L=（gT2/2π）thkd=155.8115m 波数k=2π/L=0.0403 相对水深d/L=0.2567 波陡H/L=0.0642 相对桩径D/L=0.0385 (小直径桩) 质量系数C M＝2.0 拖拽力系数C D=1.0 桩柱相对间距l/D=5 选用群桩系数K=1.0 计算： 选用Ariy波理论，利用Ｍatlab编写进行计算。 （1）得到单根桩柱的最大水平拖拽力F HDmax,最大水平惯性力F HImax, 最大水平拖拽力矩M HDmax, 最大水平惯性力矩M HImax,见表1. 表1 单桩水平方向最大拖拽力、惯性力及力矩 （2）单桩最大水平波浪力F Hmax及最大水平波浪力矩M Hmax的计算。 因为F HImax =2622.8 kN >2F HDmax=2×673.05kN=1346.10 kN,所以单桩柱的最大水平波浪力 F Hmax= F HImax=2622.8 kN 因为M HImax =61438 kN﹒m >2M HDmax=2×21197 kN.m =42394 kN﹒m,所以单桩柱的最大水平波浪力 M Hmax= M HImax=61438 kN﹒m 因此，单桩柱发生最大水平波浪力F Hmax=和最大水平波浪力矩M Hmax的相位角在θ=π/2处。 最大水平波浪力作用点距海底的距离：e= M Hmax/ F Hmax=23.425m （3）计算不同相位θ时，前桩柱的水平波浪力F H和水平波力矩M H分别为： F H= F HDmax cosθ|cosθ|+ F HImax sinθ =673.05 cosθ|cosθ|+2622.8sinθ M H= M HDmax cosθ|cosθ|+ M HImax sinθ =21197 cosθ|cosθ|+61438 sinθ 计算结果列于表2.
小桥涵地基承载力检测 《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000（P28）“小桥涵的地基检验可采用直观法或触探方法，必要时可进行土质试验”。就我国在建高速公路桥涵地基承载力而言，设计单位在施工图中多给出了地基承载力要求，如圆管涵基底承载力要求100kpa、箱涵250 kpa等等。因此承建单位一般采用（动力）触探法对基底进行检验。 触探法可分为静力触探试验、动力触探试验及标准贯入试验，那么它们分别是怎样定义的？适用范围又是什么呢？我想我们检测人 员是应该搞清楚的。 1、静力触探试验：指通过一定的机械装置，将某种规格的金属触探头用静力压入土层中，同时用传感器或直接量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力，以此来判断、分析确定地基土的物理力学性质。静力触探试验适用于粘性土，粉土和砂土，主要用于划分土层，估算地基土的物理力学指标参数，评定地基土的承载力，估算单桩承载力及判定砂土地基的液化等级等。（多为设计单位采用）。 2、动力触探试验：指利用锤击功能，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打入土中的阻抗大小判别土层的变化，对土层进行力学分层，并确定土层的物理力学性质，对地基土作出工程地质评价。动力触探试验适用于强风化、全风化的硬质岩石，各种软质岩及各类土；动力触探分为轻型、重型及超重型三类。目前承建单位一般选用轻型和重型。
①轻型触探仪适用于砂土、粉土及粘性土地基检测，（一般要求土中不含碎、卵石），轻型触探仪设备轻便，操作简单，省人省力，记录每打入30cm的锤击次数，代用公式为R=（0.8×N-2）×9.8（R-地基容许承载力Kpa ， N-轻型触探锤击数）。 ②重型触探仪：适用于各类土，是目前承建单位应用最广泛的一种地基承载力测试方法，该法是采用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm 的落距，将触探头打入土中，记录打入10cm的锤击数，代用公式为y=35.96x+23.8( y-地基容许承载力Kpa ， x-重型触探锤击数)。 3、标准贯入试验：标准贯入试验是动力触探类型之一，其利用质量为63.5 kg的穿心锤，以76cm的恒定高度上自由落下，将一定规格的触探头打入土中15cm，然后开始记录锤击数目，接着将标准贯入器再打入土中30 cm，用此30 cm的锤击数（N）作为标准贯入试验指标，标准贯入试验是国内广泛应用的一种现场原位测试手段，它不仅可用于砂土的测试，也可用于粘性土的测试。锤击数（N）的结果不仅可用于判断砂土的密实度，粘性土的稠度，地基土的容许承载力，砂土的振动液化，桩基承载力，同时也是地基处理效果的一种重要方法。（多为测试中心及设计单位采用）。