[发明专利]一种确定暗撑水平向基床系数的方法、设备及存储设备

说明书

本发明提供了一种确定暗撑水平向基床系数的方法、设备及存储设备，针对基坑被动区异形变截面水泥土暗撑，异形变截面水泥土暗撑包括水泥土暗撑、椭圆形原状土，基于一定的几何形状简化处理，综合运用结构力学、材料力学、弹性力学、微积分学等多学科理论知识，提出了异形变截面水泥土暗撑确定暗撑水平向基床系数的方法；一种确定暗撑水平向基床系数的设备及存储设备，用于实现确定暗撑水平向基床系数的方法。本发明提供的方法简单易行，成本低，可靠性高，用于指导基坑被动区加固设计。

技术领域

本发明涉及勘探岩石建筑领域，尤其涉及一种确定暗撑水平向基床系数的方法、设备及存储设备。

背景技术

随着国民经济的快速发展，城市化建设步伐明显加快，为满足人们日常生活需要，地下空间的开发与利用成为必然，越来越多的基坑群林立于城市之中，由于地质条件的多变性，其中不乏许多基坑位于深厚软土地区，这无疑给基坑支护结构的选型带来困扰，往往存在围护结构嵌固深度越深、变形越大的情况发生，究其原因是由于软土的抗剪强度指标极低，无法提供足够的被动抗力，并且主动土压力也较其它类型的土大许多，因而出现上述情况。目前，对于该类型的基坑，进行被动区加固是一种行之有效的技术手段，被动区加固的形式是多种的，其中一种即为异形变截面水泥土暗撑，它不同于裙边加固，因为该种形式的加固体由一侧围护结构抵达至另一侧围护结构，形成了暗撑，传力路径明确，其刚度指标可以用弹性理论公式计算确定。然而，目前相关规范和文献等并未给出异形变截面水泥土暗撑水平向基床系数的计算方法，工程师进行设计计算时，大多数凭借工程经验确定，显然缺乏理论依据，容易造成较大偏差，设计的基坑支护结构或是不安全，亦或是不经济。因此，在这样的背景下，提出一种合适的异形变截面水泥土暗撑确定暗撑水平向基床系数的方法显得尤为迫切。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种确定暗撑水平向基床系数的方法、设备及存储设备，主要包括以下步骤：

步骤1：根据异形变截面水泥土暗撑，截取其计算单元；

步骤2：根据所述计算单元的设计参数，提取计算异形变截面水泥土暗撑水平向基床系数所需的参数；

步骤3：根据所述参数，计算梯形加固段压缩量、宽矩形加固段压缩量和窄矩形加固段压缩量；

步骤4：根据所述梯形加固段压缩量、宽矩形加固段压缩量和窄矩形加固段压缩量，计算所述计算单元的总压缩量；

步骤5：根据所述总压缩量，计算异形变截面水泥土暗撑水平向基床系数，即确定异形变截面水泥土暗撑水平向基床系数。

进一步地，在步骤1中，所述异形变截面水泥土暗撑包括：水泥土暗撑、椭圆形原状土。

进一步地，在步骤2中，所述计算水平向基床系数所需的参数包括：梯形加固段暗撑高度、梯形加固段的底边长、水泥土弹性模量、宽矩形加固段长度、窄矩形加固段长度、梯形加固段长度、宽矩形加固段截面面积和窄矩形加固段截面面积。

进一步地，在步骤3中，令则所述梯形加固段压缩量的计算公式为：所述宽矩形加固段压缩量的计算公式为：所述窄矩形加固段压缩量的计算公式为：其中，h_B为梯形加固段暗撑高度，b₁、b₂为梯形加固段的两个底边长，L_B为梯形加固段的长度，p_A为作用于宽矩形加固段的均布荷载，A_A、A_C分别为异形变截面水泥土暗撑宽矩形加固段和窄矩形加固段的截面面积，L_A、L_C分别为异形变截面水泥土暗撑宽矩形加固段和窄矩形加固段的长度，E为水泥土暗撑弹性模量。