[發明專利]基于可靠度的新建樁類支擋結構監測評估方法

有效

• 申請號: 202010092428.9
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111198132B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 郭海強;徐駿;高柏松;謝清泉;楊泉;李安洪;李剛;王占盛;李煉;姚裕春;楊淑梅
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/20;G01N3/24;G01D21/02
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 林秋雅

本發明公開了一種基于可靠度的新建樁類支擋結構監測評估方法，包括以下步驟：S1：建立待評估的新建樁類支擋結構的功能函數；S2：引入實時監測數據，統計分析樁身內力作用、樁前巖土橫向作用的統計特征；確定樁身抗力設計參數的統計特征，并計算樁身彎矩、剪力抗力以及錨固段樁前巖土性質及橫向承載抗力的統計特征；S3：根據所述步驟S2計算得到的抗力統計特征和作用統計特征，計算所述功能函數的失效概率和可靠指標；S4：根據所述功能函數的失效概率和可靠指標，確定支擋結構的風險等級；S5：重復所述步驟S2～S4，實時評估新建樁類支擋結構的風險狀態。

技術領域

本發明涉及一種定量化評估方法，特別是一種基于可靠度的新建樁類支擋結構監測評估方法。

背景技術

與平原地區相比，山區強烈的地質起伏及其導致的斜坡重力作用類型災害發育，是人們最熟悉的兩個基本特征。山區還具有高烈度地震和地質斷裂、地震次生山地災害等特點，往往構成鐵路工程勘察設計及運營維護的難點問題。建設者將面臨強烈的板塊活動、顯著的地勢高差、和頻發的地質災害這三大地域性特征。針對山區鐵路，路基工程多采用支擋結構來適應地勢高差，抵抗地震或崩塌滑坡的破壞作用，保護線路的安全性。但是，上述三大地域性特征的高風險性，極大的增加了鐵路路基工程在建設及運營期受到各種潛在的不確定性因數的影響，即路基工程風險。如何有效識別潛在的風險并加以管理，已成為山區路基工程規劃和設計工作的一項重要工作。因此，十分有必要針對重點支擋結構工程，建立一套山區支擋結構監測及定量化評估技術，保證鐵路路基的安全建設和運營維護。

采用可靠度的評估方法可以對結構的風險進行定量化評估，在眾多風險評估方法中具有較大優勢，目前已廣泛應用于結構工程中，但是在巖土工程領域中，由于巖土材料參數存在著很大的不確定性，使得可靠度評估技術在巖土工程的應用存在以下難點：一是工程現場與實驗室的巖土的判別指標存在著不確定性；二是現有巖土工程計算理論和方法還沒有統一的標準；三是巖土工程進行受力時，荷載的分布及大小很難確定。如上技術難點，導致目前巖土工程計算所獲取的可靠指標仍為名義上的可靠指標，與真實可靠指標仍然有差別。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術存在的問題，提供一種基于可靠度的新建樁類支擋結構監測評估方法，提高巖土工程可靠指標計算結果的準確性，并對新建重大工程中的樁類支擋結構的全生命周期進行實時監測及定量化評估。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于可靠度的新建樁類支擋結構監測評估方法，包括以下步驟：

S1：建立待評估的新建樁類支擋結構的功能函數；

S2：引入實時監測數據，統計分析樁身內力作用、樁前巖土橫向作用的統計特征；確定樁身抗力設計參數的統計特征，并計算樁身彎矩、剪力抗力以及錨固段樁前巖土性質及橫向承載抗力的統計特征；

S3：根據所述步驟S2計算得到的抗力統計特征和作用統計特征，計算所述功能函數的失效概率和可靠指標；

S4：根據所述功能函數的失效概率和可靠指標，確定支擋結構的風險等級；

S5：重復所述步驟S2～S4，實時評估新建樁類支擋結構的風險狀態。

作為本發明的優選方案，所述步驟S1中，新建樁類支擋結構的功能函數為：

Z＝g[R(·),S(·)]＝R-S；

式中，R為功能函數的抗力效應；S為功能函數的作用效應。

作為本發明的優選方案，所述步驟S2，包括以下步驟：

A21：根據支擋結構的功能布設監測評估方案，并在施工時統一安裝及調試內力監測系統和土壓力監測系統；

A22：引入實時監測數據，計算樁身的結構內力，并統計分析樁身內力作用的統計特征；