[發明專利]單樁水平承載力的快速檢測方法

有效

• 申請號: 202110372200.X
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113152541B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 王浩;龐振浩;萬亞華;茅建校;倪有豪;暢翔宇;衛俊嶺
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00;E02D27/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

本發明公開了一種單樁水平承載力的快速檢測方法，其通過采集待測單樁在各種工況下的特征數據，根據各組特征數據構建待測輸入矩陣和輸出向量，通過輸入矩陣和輸出向量訓練出單樁水平承載力的快速檢測模型，采集現場的特征數據，根據訓練好的模型確定待測單樁的水平承載力。該方法具有計算原理簡明、成本低、計算精度可控、實施難度低、能利用過往靜載試驗數據等優點，克服了傳統樁基水平承載力計算方法原理復雜難懂，樁基靜載試驗成本高和操作難度大等問題，在保證計算精度的情況下可實現快速計算，為單樁的設計及施工提供了有效的技術手段。

技術領域

本發明涉及樁基承載力技術領域，尤其涉及一種單樁水平承載力的快速檢測方法。

背景技術

隨著經濟發展，大型橋梁和超高層建筑拔地而起，其上部結構時常受到諸如風荷載、波浪荷載、輪船車輛撞擊荷載等水平作用。由于忽視樁基水平承載力的核算與復核，造成了不少工程事故，因此工程界越來越重視對樁基水平承載力的研究。

樁基的水平荷載承載力確定是一項十分復雜的研究，其需要考慮樁基與地基土的相互作用。目前，單樁水平承載力的確定主要有靜載試驗和計算分析兩類方法。國內外對樁基水平承載力的測試主要是在工程現場打入多根試驗樁，通過大量的反力裝置及對試驗樁施加水平荷載，觀察試驗樁的變形破壞情況。為了能給試驗樁提供足夠大的水平反力，在測試一根試驗樁的同時需另外打入多根反力樁。靜載試驗方法簡單直接，可靠度較高，但是缺點也很明顯。例如需要提供較大的試驗場地，測試成本高，容易出現斷樁情況導致試驗失敗等。另一方面，計算分析也成為確定單樁水平承載力的重要手段。樁基水平承載力的計算分析方法大體可分為彈性理論法、數值法和地基反力法三類，各種方法均有一定的局限性。彈性理論法忽略了土體的非線性，對土體彈性體的彈性模量E的選取較敏感；數值法的結果精確程度與輸入的土體參數有很大的關系，而土體參數大多是通過物理實驗測定得到的，這很大程度上制約了數值計算結果的可靠性；地基反力法實際上采用Winker地基模型，但其將土離散成一個個獨立的彈簧而忽略了土的連續性。

不管采用何種方法，樁基水平承載力的確定都較為繁瑣。靜力試驗方法消耗時間和費用，傳統的計算分析方法過程繁瑣而且結果精度得不到保證。因此，對于提高樁基承載力檢測效率，降低工程成本等方面，發明簡便且精確的單樁水平承載力計算方法具有很重要的工程意義。

發明內容

針對以上問題，本發明提出一種單樁水平承載力的快速檢測方法，可實現通過簡單的數據采集，快速地獲得單樁水平承載力。

為實現本發明的目的，提供一種單樁水平承載力的快速檢測方法，包括如下步驟：

S10，采集待測單樁在各種工況下的特征數據，根據各組特征數據構建待測輸入矩陣和輸出向量；其中，所述特征數據包括地質條件、樁徑、樁身材料和/或埋深；

S20，通過輸入矩陣和輸出向量訓練出單樁水平承載力的快速檢測模型；所述快速檢測模型包括：其中，表示待測輸入向量，即現場采集的特征數據，表示最優權重系數向量，表示水平承載力估計向量；

S30，采集現場的特征數據，根據訓練好的模型確定待測單樁的水平承載力。

在一個實施例中，快速檢測模型的構建過程包括：

S21，采集樣本輸入數據和樣本輸出數據，根據樣本輸入數據和樣本輸出數據構建樣本數據；其中，所述樣本輸入數據包括預先采集的多個單樁特征數據，所述樣本輸出數據包括樣本輸入數據對應的水平承載力；