【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土木工程领域的施工计算方法，具体涉及一种考虑时间效应的基坑围护结构变形计算方法。
技术介绍
1、随着经济的快速发展，城镇化水平迅速提升，地下空间资源的利用价值越来越受到重视，越来越多复杂的深基坑项目不断涌现。一方面，上海地区软土分布广泛，土体流变特性明显，其应力和应变会随着时间不断变化，具有明显的时间效应；另一方面，深基坑工程往往都采用相对复杂的围护结构，每一道混凝土支撑从开挖、支模、浇筑、养护到达到规定强度都需要一定的时间，基坑暴露时间长，变形也随之增加。因此，在软土地区深基坑工程的设计过程中，考虑时间效应给基坑带来的影响具有十分重要的意义。目前在围护结构设计过程中广泛使用的传统计算方法，无法考虑土体流变引起的时间效应影响。
技术实现思路
1、目前在围护结构设计过程中广泛使用的传统计算方法，并没有考虑土体流变引起的时间效应影响。针对前述问题，本专利技术引入了merchant土体流变本构，基于“m”法的基本计算理论，来反映坑内土体抗力随时间的变化，从而考虑时间效应对深基坑围护结构变形的影响，提高围护结构设计可靠性，并预测施工各阶段围护结构的变形和内力大小。
2、本专利技术提供一种考虑时间效应的基坑围护结构变形计算方法，包括以下步骤：
3、步骤一：根据具体工程情况，确定开挖深度、围护结构设计参数、土层参数信息，建立基坑的基本模型。
4、步骤二：开挖土层，根据开挖实际所需的时间，更新坑内土体抗力。
5、步骤三：迭代求解坑外土
6、步骤四：模拟施工流程中的支撑安装步骤，更新支撑刚度矩阵[ks]，根据支撑施工的实际时间，更新坑内土体弹簧刚度矩阵[km]。
7、步骤五：使用步骤四更新后的数据，重复步骤三，迭代求解非极限土压力以及围护结构变形和内力值。
8、步骤六，此时已经计算完毕某一土层开挖更新开挖深度、支撑深度、土层参数信息，重复步骤二到步骤五，直至基坑全部开挖完毕。
9、步骤七：根据计算得到的各工况下墙体受力和变形情况，优化围护结构深度、厚度和配筋的设计参数。
10、计算某一土层开挖更新开挖深度、支撑深度、土层参数信息为计算工况。
11、作为优选，步骤二中，坑内土体抗力计算包括以下过程：
12、采用merchant本构为土体蠕变本构模型，加载蠕变过程中的应力应变关系；
13、应力应变关系式包括：
14、
15、式中，ε为土体应变，σ为土体应力，e0、e1、η1均为merchant流变本构模型中的参数，t为流变时长；
16、其卸载过程中的应力应变关系为：
17、
18、式中，ε0为初始应变，σ为土体当下应力；
19、根据其指数关系，土体开挖卸荷后坑内土弹簧刚度随时间的变化关系式为：
20、
21、式中，kh为土体刚度，kh0为卸载前的初始刚度，δk为开挖过程中刚度的总变化量，基于此式即可计算不同时间下坑内土体弹簧刚度矩阵[km]。
22、作为优选，步骤三中，迭代求解的过程包括：
23、根据有限元基本分析方法，列出坑外土体非极限土压力矩阵[pe]，墙体刚度矩阵[k]，支撑刚度矩阵[ks]，连续墙变形矩阵[δ]，支撑安装时墙体已有变形矩阵[δ's]，列出围护结构墙体内外侧受力平衡方程
24、[pe]＝[k]·[δ]+[km]·[δ]+[ks]·([δ]-[δ's])
25、求解墙体变形矩阵并扣除其初始变形[δ0]；
26、[δ]＝([pe]+[ks]·[δ's])·([k]+[km]+[ks])-1-[δ0]
27、根据此时为位移矩阵迭代计算坑外土体非极限土压力[pe]，直至前后两次结果差小于规定值。
28、本专利技术提供一种考虑时间效应的基坑围护结构变形计算方法。相比于传统的计算方法，该方法能考虑施工时间对基坑围护结构变形的影响，提高围护结构设计可靠性，并预测施工各阶段围护结构的变形和内力大小。
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1.一种考虑时间效应的基坑围护结构变形计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑时间效应的基坑围护结构变形计算方法，其特征在于，步骤二中，坑内土体抗力计算包括以下过程：
3.根据权利要求1所述的一种考虑时间效应的基坑围护结构变形计算方法，其特征在于，步骤三中，迭代求解的过程包括：
【技术特征摘要】
1.一种考虑时间效应的基坑围护结构变形计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑时间效应的基坑围护结构变形计算方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈光仔，潘伟强，诸颖，陈锦剑，朱雁飞，李明广，蔡煌祺，李孚昊，居哲超，郭彦，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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