[发明专利]有限土体水平抗力系数的折减确定方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开了有限土体水平抗力系数的折减确定方法、系统及存储介质，方法包括：建立半无限土层模型以及实际有限土层模型；确定半无限土层模型和实际有限土层模型上需要计算水平抗力系数的土体节点；对所述土体节点施加均布荷载；计算所述土体节点上土体水平抗力系数的折减系数；根据所述折减系数计算土体水平抗力系数。相较于现有通过文克尔地基模型来估算土体水平抗力系数的方法，本发明能够应用于有限土体及复杂边界的情况，提高了精确度且便于实施，可广泛应用于建筑工程技术领域。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其是有限土体水平抗力系数的折减确定方法、系统及存储介质。

背景技术

在建筑基坑或涉水工程建设中，经常使用到坑内加固或围堰吹填砂、抛石等加固手段。其中，当对工程建设中的支护结构进行计算时，需要知道土体的水平抗力系数。

传统方法采用文克尔地基模型研究在横向荷载和支护侧土抗力共同作用下的挠度曲线，进而可求出结构弯矩、剪力及变形。文克尔地基模型中的k_h称为土的水平抗力系数，或水平基床系数，由于模型假定，k_h值不是单纯的土质常数，土体实际变形量与压缩土层的厚度直接相关。对于实际工程中有限土体及复杂边界的情况，基于文克尔假定求取的土体水平抗力系数具有一定的局限性，不够精确。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种精确度高的有限土体水平抗力系数的折减确定方法、系统及存储介质。

第一方面，本发明实施例提供了一种有限土体水平抗力系数的折减确定方法，包括以下步骤：

建立半无限土层模型以及实际有限土层模型，所述半无限土层模型满足模型尺寸效应要求，所述实际有限土层模型满足边界影响要求；

确定半无限土层模型和实际有限土层模型上需要计算水平抗力系数的土体节点；

对所述土体节点施加均布荷载；

计算所述土体节点上土体水平抗力系数的折减系数；

根据所述折减系数计算土体水平抗力系数。

进一步，所述建立半无限土层模型以及实际有限土层模型这一步骤，包括以下步骤：

基于模型长度方向的尺寸效应影响因素，采用平面应变有限元模型来建立半无限土层模型；

基于实际工况因素，建立实际有限土层模型。

进一步，所述基于模型长度方向的尺寸效应影响因素，采用平面应变有限元模型来建立半无限土层模型这一步骤，包括以下步骤：

根据土层厚度与基坑开挖深度，确定土体两侧模型长度；

根据土体两侧模型长度和摩尔-库伦本构模型，采用细网格来建立半无限土层模型。

进一步，所述实际工况因素包括有限土体的形状、多层土体的厚度以及边界条件。

进一步，所述对土体节点施加均布荷载这一步骤，包括以下步骤：

确定均布荷载的荷载方向；

根据收敛性确定均布荷载的大小；

根据荷载方向和均布荷载的大小对土体节点施加均布荷载。

进一步，所述计算所述土体节点上土体水平抗力系数的折减系数这一步骤，包括以下步骤：

获取所述土体节点的水平位移信息；

根据水平位移信息计算各个土体节点处土体水平抗力系数的折减系数。

进一步，所述根据所述折减系数计算土体水平抗力系数这一步骤，其具体为：