[發(fā)明專利]基于填方工程沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果的長(zhǎng)期工后沉降預(yù)測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010085356.5
• 申請(qǐng)日: 2020-02-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111259594A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張繼文;周遠(yuǎn)強(qiáng);鄭建國(guó);曹杰;王華山;陳冉升;劉爭(zhēng)宏;于永堂;喬建偉;張龍;王云南;王俊茂;黃曉維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)機(jī)械設(shè)備工程股份有限公司;機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G01C5/00;G06F119/14
• 代理公司: 上海思牛達(dá)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31355
• 代理人: 丁劍

本發(fā)明公開(kāi)了基于填方工程沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果的長(zhǎng)期工后沉降預(yù)測(cè)方法，所述方法包括以下步驟：S1：選定一填方工程典型監(jiān)測(cè)斷面，在典型監(jiān)測(cè)斷面布置位移監(jiān)測(cè)傳感器，并測(cè)量計(jì)算獲得填方工程不同填土填筑高度時(shí)沉降值；S2：選取填方工程對(duì)象并建立有限元網(wǎng)格；S3：通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)獲得土體初始物理力學(xué)參數(shù)；S4：計(jì)算在初始物理力學(xué)參數(shù)下的各沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降；S5：采用迭代參數(shù)反演分析方法，計(jì)算沉降與物理力學(xué)參數(shù)變化關(guān)系式，獲得工程對(duì)象的沉降的初步數(shù)值模型。本發(fā)明可以有效發(fā)揮數(shù)值計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)方法兩方面的優(yōu)勢(shì)，獲取測(cè)點(diǎn)的初始物理力學(xué)參數(shù)，為填方工程工后沉降長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)提供指導(dǎo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及填方造地工后沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)領(lǐng)域，尤其涉及基于填方工程沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果的長(zhǎng)期工后沉降預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

填方工程沉降監(jiān)測(cè)可以獲得填方區(qū)域沉降的第一手資料，對(duì)于分析填方工程工后沉降達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)揮重要作用。填方工程沉降穩(wěn)定對(duì)于后期在填方工程造地面上所修建建(構(gòu))筑物的安全非常關(guān)鍵。然而，因填方工程完成后，在填方工程造地面上施工作業(yè)造成沉降監(jiān)測(cè)裝置破壞、存活率低，繼續(xù)獲得大面積填方沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯得很困難。

常規(guī)的現(xiàn)場(chǎng)工后監(jiān)測(cè)方法是在填筑體內(nèi)部埋設(shè)大量沉降監(jiān)測(cè)元器件，并且人工長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)沉降數(shù)據(jù)。但是，以上現(xiàn)有技術(shù)的監(jiān)測(cè)方法存在兩個(gè)缺陷：1)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、成本高昂、填方工程后期，檢測(cè)元器件受施工破壞嚴(yán)重；2)難以將填筑體和原始溝谷地基的沉降分開(kāi)、剝離，不利于特定沉降誘因的分析。因?yàn)橐陨蟽蓚€(gè)缺陷的存在，如果需要得到精確的預(yù)測(cè)填筑體工后沉降，單純采用常規(guī)監(jiān)測(cè)的方法是不可取的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供基于填方工程沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果的長(zhǎng)期工后沉降預(yù)測(cè)方法，通過(guò)數(shù)值手段反演填筑體沉降的實(shí)測(cè)結(jié)果，有效發(fā)揮數(shù)值計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)方法兩方面的優(yōu)勢(shì)，獲取填筑體工后沉降與時(shí)間曲線，為填方工程的工后沉降長(zhǎng)期預(yù)測(cè)提供指導(dǎo)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

基于填方工程沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果的長(zhǎng)期工后沉降預(yù)測(cè)方法，所述方法包括以下步驟：

S1：選定一填方工程典型監(jiān)測(cè)斷面，在典型監(jiān)測(cè)斷面布置位移監(jiān)測(cè)傳感器，并測(cè)量計(jì)算獲得填方工程不同填土填筑高度時(shí)沉降值；

S2：選取填方工程對(duì)象并建立有限元網(wǎng)格；

S3：通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)獲得土體初始物理力學(xué)參數(shù)；

S4：計(jì)算在初始物理力學(xué)參數(shù)下的各沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降；

S5：采用迭代參數(shù)反演分析方法，計(jì)算沉降與物理力學(xué)參數(shù)變化關(guān)系式，獲得工程對(duì)象的沉降的初步數(shù)值模型；

S6：結(jié)合現(xiàn)有工后初期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)并校準(zhǔn)初步數(shù)值模型，獲得一最終數(shù)值模型；

S7：預(yù)測(cè)填方工程長(zhǎng)期工后沉降。

優(yōu)選地，所述S1步驟中，通過(guò)結(jié)合結(jié)構(gòu)有限元分析計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)勘查的方式，選定填筑體覆蓋深度變化最大的斷面作為沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)斷面。

優(yōu)選地，所述S1步驟中，保持所述填方工程處于連續(xù)施工狀態(tài)，在所述沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近保持連續(xù)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)各所述沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的沉降變化值，根據(jù)所述填筑體高度變化值計(jì)算獲得所述填筑體自重沉降變化值。

優(yōu)選地，所述S2步驟中，選取沉降監(jiān)測(cè)斷面位置寬度方向三倍的距離范圍內(nèi)的區(qū)域?yàn)樗龉こ虒?duì)象，并在所述填方工程建立所述有限元網(wǎng)格，所述有限元網(wǎng)格包括多個(gè)網(wǎng)格單元，所述網(wǎng)格單元的分布密度向遠(yuǎn)離所述沉降監(jiān)測(cè)斷面的方向逐漸稀疏。

優(yōu)選地，所述S4步驟中，利用所述有限元網(wǎng)格和所述初始物理力學(xué)參數(shù)，計(jì)算獲得各所述沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降。

優(yōu)選地，所述S5步驟中，采用智能優(yōu)化算法對(duì)所述初始物理力學(xué)參數(shù)與沉降變化值的關(guān)系式進(jìn)行參數(shù)回歸。