本发明专利技术公开了一种阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法，其包括获取基坑参数，所述基坑参数包括基坑宽度、降水深度以及目标计算点的计算点深度；基于所述目标计算点深度和所述降水深度计算所述目标计算点与基坑滑裂面的距离；基于目标计算点与基坑滑裂面的距离计算支挡的变形量；建立开挖前降水条件下考虑支挡位移影响的非极限土压力计算模型；基于所述非极限土压力计算模型计算主动区非极限土压力和被动区非极限土压力，其中，主动区为基坑支挡外的土体范围，被动区为基坑支挡内的基坑内的土体范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基坑的土压力计算，特别是一种阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法。
技术介绍
1、近年来，随着政府对城市化建设的投入，越来越多的地下空间得以开发与利用，包括地下综合管廊、地下商业体、地铁等，由此致使大量基坑工程产生。而在建筑物越来越密集的环境中进行基坑作业，会对周边环境产生影响，如建筑物倾斜、地面开裂等，对人民的生命与财产安全带来了威胁，因此对基坑施工过程引发的诸多环境问题应得到更为广泛的关注与研究。
2、事实上，基坑工程施工的每一过程都会对周边环境变形带来不容小觑的影响，其中包含围挡结构侧移及坑外地表沉降等，特别在富水地区进行开挖前降水是基坑施工过程中必不可缺的重要一环。现有研究及相关工程资料表明在基坑开挖前进行降水会使得围挡结构产生厘米级侧移，同时基坑降水会诱导周边构筑物变形，周边构筑物同样会对基坑降水引起的周边环境变形造成一定影响。但在查阅已有研究时发现，对基坑开挖前降水相关研究少之又少，对降水阶段在已有邻近构筑物影响下所引起周围环境变形的研究更为鲜有。且大多数研究是依托三维数值模拟、现场实际检测等方式开展，这些方式均有其各自的优缺点：三维数值模拟研究需要找到与实际工况相匹配的本构模型及相关参数等，同时需要建立大量数值模型对实际情况进行模拟，过程较为复杂，同时对客观条件，如计算机配置、对软件的熟练度等要求较高；现场实际检测的结果往往有一定经验系数的存在，且由于不同地质条件等因素的影响，其适用性较低。因此，如何能够更准确、更便捷预测出在已有邻近构筑物影响下开挖前降水引起的变形显得更为重要。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、鉴于现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术所要解决的技术问题是如何能够更准确、更便捷地预测出在已有邻近构筑物影响下，基坑开挖前降水所引起的周围环境变形。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法，其包括获取基坑参数，所述基坑参数包括基坑宽度、降水深度以及目标计算点的计算点深度；基于所述目标计算点深度和所述降水深度计算所述目标计算点与基坑滑裂面的距离；基于目标计算点与基坑滑裂面的距离计算支挡的变形量；建立开挖前降水条件下考虑支挡位移影响的非极限土压力计算模型；基于所述非极限土压力计算模型计算主动区非极限土压力和被动区非极限土压力，其中，主动区为基坑支挡外的土体范围，被动区为基坑支挡内的基坑内的土体范围。
5、作为本专利技术所述阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法的一种优选方案，其中：所述获取基坑参数具体包括：构建基坑三维场景模型；创建参数化构件族库，所述族库包括至少一类基坑构件的族文件，所述族文件包括基坑构件的结构属性信息和功能属性信息；处理基坑的二维图元信息，将基坑的二维信息导入基坑三维场景模型以构建基坑数据监测系统，按基坑构件的分类对所述二维信息进行分解，得到基坑构件的二维分解元素，关联二维分解元素与基坑构件的族文件；在基坑三维场景模型中调用基坑的族文件以获得所述基坑参数。
6、作为本专利技术所述阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法的一种优选方案，其中：所述构建基坑三维场景模型具体包括：
7、获取构建基坑三维场景所需的相关地理参数数据包，所述地理参数数据包包括场景经纬度数据和场景所需的地形地貌数据；
8、基于基坑的场景经纬度数据确定基坑的现场地形的空间位置，通过bim模型与基坑的现场地形的空间位置的关系确定现场全景数据采集的采集点；
9、根据采集点的视角和高度，在目标场景的现场地形区域拍摄采集点的全景照片；
10、将所述全景照片拼接以得到全景长图，并对所述全景长图进行修补以得基坑三维场景模型。
11、作为本专利技术所述阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法的一种优选方案，其中：所述目标计算点与基坑滑裂面的距离的计算公式为：
12、
13、其中，h为基坑围挡高度；是土体有效摩擦角；z为围挡结构深度。
14、作为本专利技术所述阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法的一种优选方案，其中：所述支挡的变形量的计算公式δ(z)为：
15、
16、其中，x为支挡两侧土体的扰动区内任意一点到支挡的距离
17、作为本专利技术所述阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法的一种优选方案，其中：所述极限土压力计算模型的建立具体包括：
18、基于三轴剪切试验的应力应变关系曲线模型，将三轴剪切试验的结果按ε1的ε1/σ1-σ3关系进行直线拟合，以获得拟合关系式：
19、
20、其中应力应变关系曲线模型为：
21、
22、式中：σ1为轴向应力；σ3为径向应力；εa为轴向应变；a，b为试验常数；拟合结果为：
23、
24、将偏应力σ1-σ3减去初始偏应力σ1c-σ3c，并在荷应力路径加卸条件相同的情况下，将应力应变的拟合关系式用平均固结压力σm进行归一化表示，得到归一化后的应力应变的关系公式：
25、
26、式中：表示归一化直线在纵坐标上的截距，表示归一化直线的斜率；σm为平均固结压力，k0为静止土压力系数；
27、基于归一化后的应力应变的关系公式和所述目标计算点与基坑滑裂面的距离得到非极限土压力计算模型。
28、作为本专利技术所述阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法的一种优选方案，其中：非极限土压力计算模型包括主动区非极限土压力计算模型；
29、其中，所述主动区非极限土压力计算模型为：
30、
31、式中：k0γ'z表示基坑降水前水平方向土压力；γ'z表示降水前竖直方向土压力；k0表示静止土压力系数；γ'为土体有效重度；λ表示土层折减系数，
32、作为本专利技术所述阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法的一种优选方案，其中：非极限土压力计算模型还包括被动区非极限土压力计算模型；
33、其中，所述被动区非极限土压力计算模型为：
34、
35、式中：k0无变形条件下的土压力系数(或称为静止土压力系数)，γ′为土体有效重度，γg为降水后土体重度，h为围挡结构深度，h1为地面与初始水位距离，h2为坑内降水结束后坑外降水深度；λ表示土层折减系数，
36、本专利技术的有益效果：本专利技术通过建立开挖前降水条件下考虑支挡位移影响的非极限土压力计算模型，可以在基坑开挖前的降水阶段预测基坑支挡的侧移情况，从而从中反映出对周围环境的影响；该计算模型具有单调性且满足初始条件，单调性反映了土压力随支挡位移的变化关系，满足初始条件即当支挡位移为零时，土压力为静本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法，其特征在于：所述获取基坑参数具体包括：
3.如权利要求2所述的阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法，其特征在于：所述构建基坑三维场景模型具体包括：
4.如权利要求1所述的阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法，其特征在于：所述目标计算点与基坑滑裂面的距离的计算公式为：
5.如权利要求1所述的阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法，其特征在于：所述支挡的变形量的计算公式δ(z)为：
6.如权利要求1所述的阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法，其特征在于：所述极限土压力计算模型的建立具体包括：
7.如权利要求1所述的阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法，其特征在于：非极限土压力计算模型包括主动区非极限土压力计算模型；
8.如权利要求7所述的阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法，其特征在于：非极限土压力计算模型还包括被动区非极限土压力计算模型；
【技术特征摘要】
1.一种阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法，其特征在于：所述获取基坑参数具体包括：
3.如权利要求2所述的阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法，其特征在于：所述构建基坑三维场景模型具体包括：
4.如权利要求1所述的阻隔效应下基坑支挡非极限土压力计算方法，其特征在于：所述目标计算点与基坑滑裂面的距离的计算公式为：
5.如权利要求1所述的阻隔效应下基坑...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾超峰，卢潇，刘治珩，李彬，薛秀丽，韩磊，徐衡，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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