[发明专利]一种变电站地基处理数值仿真分析方法

说明书

本发明涉及一种变电站地基处理数值仿真分析方法，所述方法的步骤如下：勘察钻孔取样，对地层情况进行揭露；向地基中输入荷载，进行沉降测试；根据测试获取的数值，建立地基情况的三维模型；基于三维模型进行有限元分析，进行卸载与重加载额数值模拟，以进行各类地基设置的数值仿真模拟。

技术方法领域

本发明属于数值仿真技术方法领域，具体涉及一种变电站地基处理数值仿 真分析方法。

背景技术方法

如今，有限元法已经成为研究强夯加固问题的最主要的数值分析工具，国 内外文献主要是利用基于动力平衡方程编制的有限元法调查非饱和土地基的强 夯加固机理，而对饱和土强夯加固的数值研究较少且多集中于冲击瞬间的动态 响应分析，缺乏完整的饱和土强夯加固过程(包括冲击阶段和固结阶段)的调 查，对饱和粉(砂)土地基的夯实机理认识不清。另外，由于强夯表现为一种 复杂的、非线性的动态响应过程，其计算分析应涉及到：夯锤与土体接触面边 界应力的计算，土体的弹塑性表现以及由于强夯加密促使的土体材料性质变化 等问题；而当前采用的分析模型或多或少做了些简化，尚无学者对强夯过程进 行更精细的模拟，且还没有一个完全适合于强夯问题的土体本构模型。

各类地基处理方法，通常都是采用室内试验、现场试验、理论解析、数值 模拟等方法展开研究，通过室内试验研究加固机理及土体和加固体力学特性， 通过现场试验获取实际工况下的实测工程数据来优化方案、指导施工。理论解 析，则是地基处理设计规范中的主导方法，相关公式通常简洁易用，并结合了 大量工程经验以弥补方法简化带来的不足。总的来说，数值模拟方法，在反映 地质条件、边界条件等复杂性方面要优于理论分析方法，成本和效率方面则由 于室内外试验，且结果内容丰富，适用性强，尤其对于复杂工况有独特优势， 已成为地基处理方案比选及加固效果预估的重要手段。

发明内容

发明目的：基于现有的模拟技术方法，提出一种变电站地基处理数值仿真 分析方法。

一种变电站地基处理数值仿真分析方法，包括以下步骤：

钻孔取样：勘察钻孔取样揭露地层，充分获取当地的地质信息；

沉降测试：向地基的不同位置输入荷载，测算沉降数据，获取地基的承载 力信息；

三维建模：根据先前测算的数据，建立三维数值模型；

有限元分析：在三维模型上生成有限元网格，进行重力加载分析；

地基模拟：选择不同的地基模式分别进行模拟分析，以选取最优方案。

优选的是，所述钻孔取样步骤中需要获取重度、压缩模量、地基承载力、 地层顶标高、压缩系数和液化指数数据。

优选的是，所述三维建模时，选取的地区边界对地基变形无影响。

优选的是，所述三维建模时，岩土体均假定为弹塑性材料。

优选的是，所述有限元分析，首先采用重力加载，使地层应力应变达到平 衡。

优选的是，所述地基分析时，选取天然地基、复合地基和桩筏地基情况进 行分析。

本发明的有益效果是：本发明采用数值模拟分析，对地层进行钻探和沉降 测试获取基础数值，之后通过有限元分析法，分析各类地基制造的力学强度， 以选取合适的地基处理办法；大大提高了建造工程前期的地基设计效率，有效 提升数据的可靠性。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图；

图2为天然地基三维网格模型示意图；

图3为天然地基沉降示意图；

图4为天然地基筏板横向弯矩M22示意图；