[發(fā)明專利]基于基礎(chǔ)寬度臨界值的地基承載力可靠度設(shè)計方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111140506.9
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113886915A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李斌
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06Q10/06;G06Q50/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 俞琳娟

1.一種基于基礎(chǔ)寬度臨界值的地基承載力可靠度設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1.根據(jù)目標(biāo)失效概率確定蒙特卡洛樣本的數(shù)量n；

步驟2.根據(jù)步驟1和隨機變量的統(tǒng)計特征，進(jìn)行抽樣；

步驟3.計算每個樣本對應(yīng)的基礎(chǔ)寬度臨界值Bⁱ，i表示第i個蒙特卡洛樣本的編號；

對于每個抽到的樣本Xⁱ，均通過確定性分析，計算承載力處于極限狀態(tài)時的基礎(chǔ)臨界寬度；

地基承載力計算公式為：

q_r＝cN_c+γ₁D_bN_q+0.5Bγ₂N_γ (3-1)

式中，q_r為地基承載力；c為基礎(chǔ)底面以下地基土的粘聚力；D_b為基礎(chǔ)的埋置深度；γ₁和γ₂分別為基礎(chǔ)底面以上和以下地基土的重度；N_c，N_q和N_γ分別為與地基粘聚力、埋深、重度相關(guān)的承載力系數(shù)；

令q_r＝q，q為作用在基礎(chǔ)上的均布荷載，從而得到基礎(chǔ)處于極限狀態(tài)時的臨界基礎(chǔ)寬度：

B＝(cN_c+γ₁D_bN_q)/0.5γ₂N_γ (3-2)

對每個蒙特卡洛樣本Xⁱ，均通過上式計算其基礎(chǔ)寬度臨界值Bⁱ，采用這一基礎(chǔ)寬度，地基承載力將處于臨界狀態(tài)q_rⁱ＝q；

步驟4.將步驟3得到的所有樣本的基礎(chǔ)寬度臨界值儲存在一個列表內(nèi)，并將列表內(nèi)的數(shù)值按從小到大進(jìn)行排序，得到一個新的基礎(chǔ)寬度臨界值集合：

B＝{B¹，B²...Bⁱ...Bⁿ} (4)

其中，B¹≤B²≤…≤Bⁱ≤…≤Bⁿ；

步驟5.根據(jù)目標(biāo)失效概率P_T確定序號k，使得：

k＝n(1-P_T) (5)

步驟6.將第k個樣本對應(yīng)的基礎(chǔ)寬度臨界值B^k作為最終的基礎(chǔ)寬度設(shè)計值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于基礎(chǔ)寬度臨界值的地基承載力可靠度設(shè)計方法，其特征在于：

其中，在步驟1中，根據(jù)目標(biāo)失效概率P_T確定蒙特卡洛樣本的數(shù)量n：

n≥100/P_T (1-1)

采集的蒙特卡洛樣本表示為：

X＝{X¹，X²...Xⁱ...Xⁿ} (1-2)

式中，i表示第i個蒙特卡洛樣本的編號。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于基礎(chǔ)寬度臨界值的地基承載力可靠度設(shè)計方法，其特征在于：

其中，在步驟2中，采用拉丁超立方進(jìn)行分層抽樣，根據(jù)隨機變量的統(tǒng)計特征包括分布類型、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于基礎(chǔ)寬度臨界值的地基承載力可靠度設(shè)計方法，其特征在于：

其中，在步驟3中，與基礎(chǔ)埋深相關(guān)的承載力系數(shù)為：

與土體粘聚力相關(guān)的承載力系數(shù)為：

與土體重度相關(guān)的承載力系數(shù)為：

式中，為土體的內(nèi)摩擦角。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于基礎(chǔ)寬度臨界值的地基承載力可靠度設(shè)計方法，其特征在于：

其中，在步驟6中，若B^k的值為負(fù)，則按構(gòu)造要求，取基礎(chǔ)寬度的最小值作為設(shè)計值。