[發(fā)明專利]一種巖溶地基穩(wěn)定性計算方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011422482.1 | 申請日： | 2020-12-08 |
| 公開（公告）號： | CN112507550B | 公開（公告）日： | 2023-06-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉文連;李澤;眭素剛;許漢華;王幫團;申林方;槐以高;廖紹忠 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計研究院有限公司;昆明理工大學(xué) |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06F17/11;G06F111/04;G06F119/14 |
| 代理公司： | 昆明明潤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 53215 | 代理人： | 馬海紅 |
| 地址： | 650051 云*** | 國省代碼： | 云南;53 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 巖溶 地基 穩(wěn)定性 計算方法 | ||
1.一種巖溶地基穩(wěn)定性計算方法，其特征在于：所述方法步驟如下：
步驟1、擬定巖溶地基穩(wěn)定性計算的基本參數(shù)；
步驟2、進行巖溶地基的受力分析；
步驟3、求解巖溶地基由覆蓋層土體自重和覆蓋層表面作用的均布載荷產(chǎn)生的等效均布荷載；
步驟4、求解破壞巖體和破壞土體的自重；
步驟5：確定溶槽中破壞土體的土體破壞面與水平面的夾角；
步驟6：建立巖溶地基穩(wěn)定性的非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃模型；
步驟7：求解巖溶地基穩(wěn)定性的非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，獲得巖溶地基穩(wěn)定性安全系數(shù)；
所述建立巖溶地基穩(wěn)定性的非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，具體為：
一、建立目標(biāo)函數(shù)
設(shè)巖溶地基穩(wěn)定性安全系數(shù)為目標(biāo)函數(shù)，目標(biāo)函數(shù)如下：
Maximize:k
式中：k是巖溶地基穩(wěn)定性安全系數(shù)；Maximize表示“使最大”；
二、建立破壞巖體的平衡方程
建立破壞巖體水平方向的平衡方程，具體為：
SABcosα-NABsinα+SACcosβ+NACsinβ＝0
式中：SAB是破壞巖體的緩傾結(jié)構(gòu)面上作用的切向力，NAB是破壞巖體的緩傾結(jié)構(gòu)面上作用的法向力，SAC是作用在破壞巖體的破壞巖體與破壞土體交界面上的切向力，NAC是作用在破壞巖體的破壞巖體與破壞土體交界面上的法向力，α是破壞巖體中的緩傾結(jié)構(gòu)面與水平面的夾角，β是破壞巖體與破壞土體的分界面與水平面的夾角；
建立破壞巖體豎直方向的平衡方程，具體為：
式中：Gr是破壞巖體的容重，H是破壞巖體的高度，F(xiàn)′s是破壞巖體的頂面BC上部獨立基礎(chǔ)傳遞下來的等效荷載，其中F′s＝Fs；p0是由覆蓋層土體自重和覆蓋層表面作用的均布載荷ps產(chǎn)生的等效均布荷載；
三、建立破壞土體的平衡方程
建立破壞土體水平方向的平衡方程，具體為：
SADcosθ+NADsinθ-S'ACcosβ-N'ACsinβ＝0
式中：SAD是破壞土體的土體破壞面上作用的切向力，NAD是破壞土體的土體破壞面上作用的法向力，S'AC是作用在破壞土體的破壞巖體與破壞土體交界面上作用的切向力，N'AC是作用在破壞土體的破壞巖體與破壞土體交界面上的法向力，θ是破壞土體的土體破壞面與水平面的夾角，是破壞土體的內(nèi)摩擦角；
建立破壞土體豎直方向的平衡方程，具體為：
式中：Gs是破壞土體的自重；
四、建立破壞巖體的緩傾結(jié)構(gòu)面的屈服條件，具體為：
式中：是破壞巖體的緩傾結(jié)構(gòu)面AB的內(nèi)摩擦角；cr是破壞巖體的緩傾結(jié)構(gòu)面AB的凝聚力；
五、建立破壞土體的土體破壞面的屈服條件，具體為：
式中：cs是破壞土體的凝聚力；
六、建立破壞巖體與破壞土體交界面的附加約束條件，具體為：
七、建立巖溶地基穩(wěn)定性的非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，具體為：
將目標(biāo)函數(shù)、破壞巖體的平衡方程、破壞土體的平衡方程、屈服條件和附加約束條件集成，得到巖溶地基穩(wěn)定性的非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃模型如下：
式中：ps是覆蓋層表面作用的均布載荷，γf是覆蓋層土體的容重，h是覆蓋層土體的厚度，γr是破壞巖體的容重，γs是破壞土體的容重。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖溶地基穩(wěn)定性計算方法，其特征在于：所述擬定巖溶地基穩(wěn)定性計算的基本參數(shù)包括：
一、以帶溶槽并含緩傾結(jié)構(gòu)面的巖溶地基為研究對象，確定巖溶地基的幾何參數(shù)；
二、確定巖溶地基的巖體和土體的物理力學(xué)參數(shù)；
三、確定巖溶地基的荷載參數(shù)。
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