[發(fā)明專利]一種用于評估基坑開挖邊坡失穩(wěn)面積放大效應(yīng)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010144792.5
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111310392B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李亮;褚雪松;路世豹;袁長豐;凌賢長
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/25;G06F30/13;G06F30/10;G06F119/14
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 許媛媛

1.一種用于評估基坑開挖邊坡失穩(wěn)面積放大效應(yīng)的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、模擬強(qiáng)度折減效應(yīng)：

令1≤i，i為正整數(shù)，水平地震加速度值為零時，通過折減基坑開挖邊坡的原始土層力學(xué)參數(shù)使其最小安全系數(shù)達(dá)到某小于1的值，記為F_i；

步驟2、模擬地震作用效應(yīng)：

通過調(diào)整水平地震加速度值α_hi，利用極限平衡法中簡化畢曉普法，計(jì)算基坑開挖邊坡在原始土層力學(xué)參數(shù)下的安全系數(shù)，使最小安全系數(shù)達(dá)到F_i；

步驟3、利用光滑粒子流體動力學(xué)方法分別模擬步驟1和步驟2中基坑開挖邊坡的最小安全系數(shù)為F_i時的位移場；

步驟4、給定臨界值ε，基于步驟3中的兩種位移場，統(tǒng)計(jì)步驟1中基坑開挖邊坡滑動面積，記為A_1i，統(tǒng)計(jì)步驟2中基坑開挖邊坡滑動面積，記為A_2i；

步驟5、計(jì)算強(qiáng)度折減效應(yīng)與地震作用效應(yīng)之間的增幅值ξ_i，其中

步驟6、選定M作為計(jì)算次數(shù)，M根據(jù)需要設(shè)定為一個正整數(shù)；

若i＜M，則令i＝i+1，更新步驟1中的折減系數(shù)λ_i和步驟2中的水平地震加速度值為α_hi，其中λ_i＞λ_i-1，重新計(jì)算最小安全系數(shù)F_i，使最小安全系數(shù)F_i＜F_i-1；重復(fù)步驟3～6；

若i＝M，則進(jìn)入下一步驟；

步驟7、擬合所有的水平地震加速度值和增幅值得到地震作用下基坑開挖邊坡失穩(wěn)面積的變化曲線；

步驟8、通過查詢基坑設(shè)計(jì)文件，得到水平地震加速度值α_h，在變化曲線上查詢對應(yīng)的增幅值ξ，放大效應(yīng)取為1+ξ；

步驟1的具體實(shí)現(xiàn)過程如下：

步驟1.1、建立基坑開挖邊坡的幾何模型，根據(jù)地勘報(bào)告獲取原始土層的力學(xué)參數(shù)：容重γ、粘聚力c和內(nèi)摩擦角

步驟1.2、水平地震加速度值為零時，利用極限平衡法中簡化畢曉普法計(jì)算基坑開挖邊坡的安全系數(shù)F_s；

步驟1.3、選定折減系數(shù)λ_i，λ_i＞0，折減原始土層的力學(xué)參數(shù)粘聚力c和內(nèi)摩擦角得到新的土層力學(xué)參數(shù)粘聚力c′_i和內(nèi)摩擦角

其中，δ_i＝F_s+λ_i；

步驟1.4、基于新的土層力學(xué)參數(shù)，水平地震加速度值為零時，重新利用極限平衡法中簡化畢曉普法計(jì)算基坑開挖邊坡的最小安全系數(shù)使之達(dá)到小于1的值，記為F_i。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于評估基坑開挖邊坡失穩(wěn)面積放大效應(yīng)的方法，其特征在于：建立基坑開挖邊坡的幾何模型包括基坑邊坡開挖深度H，邊坡坡角β。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于評估基坑開挖邊坡失穩(wěn)面積放大效應(yīng)的方法，其特征在于，步驟2的具體實(shí)現(xiàn)過程為：

在基坑開挖邊坡的原始土層的力學(xué)參數(shù)，給定一水平地震加速度值α_hi，利用極限平衡法中簡化畢曉普法計(jì)算基坑開挖邊坡的安全系數(shù)F_s，若計(jì)算得到的安全系數(shù)F_s＞F_i，則逐步增大α_hi使安全系數(shù)F_s＝F_i；若計(jì)算得到的F_s＜F_i，則逐步減小α_hi使F_s＝F_i；

記錄使安全系數(shù)F_s＝F_i時的α_hi。