CN115329645B - 一种边坡加固方案优化方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

一种边坡加固方案优化方法、装置、设备及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种边坡加固方案优化方法、装置、设备及可读存储介质，涉及边坡防护技术领域，包括获取第一信息，第一信息包括边坡的地质参数信息和边坡对应的抗滑桩初次设计方案；根据第一信息建立三维仿真模型，并对三维仿真模型施加载荷得到第二信息，第二信息包括至少一个抗滑桩的桩后推力分布和每个抗滑桩的桩后推力随时间变化曲线；根据第二信息对真实模型进行载荷模拟得到第三信息，第三信息包括至少一个抗滑桩的动力响应过程信息；根据第三信息对抗滑桩初次设计方案进行修正得优化后的边坡加固方案；发明通过将数值仿真技术与模型试验技术相结合，可实现不同荷载环境的精准模拟。

Description

一种边坡加固方案优化方法、装置、设备及可读存储介质
技术领域
本发明涉及边坡防护技术领域，具体而言，涉及边坡加固方案优化方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
抗滑桩作为边坡支挡结构中的重要组合支护形式，为边坡加固中主要采用的技术方案，因抗滑桩抵抗力大、布桩灵活、变形协调性好，已被广泛运用于工程实践中。考虑到边坡在自然环境中所受荷载类型及其失稳破坏机制较为复杂，抗滑桩在不同荷载下的受力机制尚不明确，需要针对实际边坡工程进行单独设计。但是目前对于边坡设计中所使用抗滑桩布置方案并没有一个适宜性的优化方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种边坡加固方案优化方法、装置、设备及可读存储介质，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
第一方面，本申请提供了一种边坡加固方案优化方法，包括：获取第一信息，所述第一信息包括边坡的地质参数信息和所述边坡对应的抗滑桩初次设计方案，所述抗滑桩初次设计方案包括抗滑桩的截面尺寸、桩位布置以及抗滑桩之间的间距；根据第一信息建立三维仿真模型，并对所述三维仿真模型施加载荷得到第二信息，所述第二信息包括至少一个抗滑桩的桩后推力分布和每个所述抗滑桩的桩后推力随时间变化曲线；根据所述第二信息对真实模型进行载荷模拟得到第三信息，所述第三信息包括至少一个抗滑桩的动力响应过程信息；根据所述第三信息对所述抗滑桩初次设计方案进行修正得优化后的边坡加固方案。
第二方面，本申请还提供了一种边坡加固方案优化装置，包括：获取单元，用于获取第一信息，所述第一信息包括边坡的地质参数信息和所述边坡对应的抗滑桩初次设计方案，所述抗滑桩初次设计方案包括抗滑桩的截面尺寸、桩位布置以及抗滑桩之间的间距；模型建立单元，用于根据第一信息建立三维仿真模型，并对所述三维仿真模型施加载荷得到第二信息，所述第二信息包括至少一个抗滑桩的桩后推力分布和每个所述抗滑桩的桩后推力随时间变化曲线；实验模拟单元，用于根据所述第二信息对真实模型进行载荷模拟得到第三信息，所述第三信息包括至少一个抗滑桩的动力响应过程信息；方案优化单元，用于根据所述第三信息对所述抗滑桩初次设计方案进行修正得优化后的边坡加固方案。
第三方面，本申请还提供了一种边坡加固方案优化设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现所述边坡加固方案优化方法的步骤。
第四方面，本申请还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于边坡加固方案优化方法的步骤。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过将数值仿真技术与模型试验技术相结合，一方面根据实际荷载环境建立边坡-抗滑桩三维仿真模型得到抗滑桩的桩后推力分布及随时间变化情况，并生成推力时程曲线对模型试验中的抗滑桩试件进行加载，并且这中则根据抗滑桩试件的动力响应及破坏情况对数值仿真中材料模型及其参数进行修正使桩后推力结果更为精确；
2、本发明通过数值仿真直接得到抗滑桩的桩后推力，并通过伺服作动器直接输入到模型试验对抗滑桩试件进行加载，所施加的推力更加精确，且不需要建立桩后土体模型，节约了试验成本和试验时间；
3、本发明通过试验系统中设有多个伺服作动器可对抗滑桩施加不同类型荷载，而且可通过角度调节装置实现不同加载角度，可以实现不同荷载环境的模拟。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中所述的一种抗滑桩耦合实验装置结构示意图;
图2为本发明实施例中所述的滑动板结构示意图;
图3为本发明实施例中所述的边坡加固方案优化方法流程示意图;
图4为本发明实施例中所述的边坡加固方案优化系统结构示意图；
图5为本发明实施例中所述的边坡加固方案优化设备结构示意图。
图中标记：1、仿真计算机；2、伺服作动器油泵；3、反力墙；4、抗滑桩试件；5、模型箱；6、滑轨；7、滑动板；8、底座板；9、止动件；10、伺服液压作动器；11、激光位移计；12、工业相机；13、应变花；15、第一螺栓；16、第二螺栓；71、获取单元；72、模型建立单元；721、模型构建单元；722、网格划分单元；723、模型完善单元；724、载荷获取单元；725、仿真模拟单元；73、实验模拟单元；731、数据解析单元；732、第一控制单元；733、第二控制单元；734、图像获取单元；735、分析单元；7351、DIC分析单元；7352、第一计算单元；7353、图像分割单元；7354、第二计算单元；7355、验证单元；736、实时获取单元；737、第一判断单元；74、方案优化单元；741、位移计算单元；742、第二判断单元；743、第三判断单元；801、处理器；802、存储器；803、多媒体组件；804、I/O接口；805、通信组件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1：
本实施例中提供一种抗滑桩耦合实验装置，参见图1和图2。
其中，一种抗滑桩耦合实验装置包括仿真计算机1、伺服作动器油泵2、反力墙3、抗滑桩试件4、模型箱5、滑轨6、滑动板7、底座板8、伺服液压作动器10、激光位移计11、工业相机12、应变花13。
需要说明的是，在本申请中可以对多个抗滑桩进行同时进行测试以缩短时间，图1只是示例性的展示出一个抗滑桩。具体而言，参见图1，仿真计算机1用于模拟得到至少一个抗滑桩的桩后推力分布和每个抗滑桩的桩后推力随时间变化曲线并根据得到信息控制伺服作动器油泵2。仿真计算机1与伺服作动器油泵2电信号连接。而同时伺服作动器油泵2与三个伺服液压作动器10连接。
同时，在本申请中反力墙3为L形状，其中反力墙3的水平部用于固定连接模型箱5，其中模型箱5为无顶盖设计，模型箱5内用于放置边坡模型和抗滑桩试件4，其中边坡模型的设计为根据实际尺寸和模型尺寸确立几何相似比、重力加速度相似比和密度相似比，并以此为控制量推导抗滑桩和边坡的材料参数相似比（如本实施例的几何相似比为1：40、重力加速度相似比和密度相似比均为1：1，得到抗滑桩和边坡的材料参数相似粘聚力和弹性模量为1：40，内摩擦角和泊松比为1：1）。按照推导得到相似体系选择相似材料并制作抗滑桩和基岩相似，将配制好的基岩相似材料倒入模型箱5，待其凝固成型后插入养护好的抗滑桩完成模型的搭建，同时，在反力墙3的竖直部上还通过支架架设有工业相机12用于拍摄抗滑桩，抗滑桩试件4上设有应变花13。
而反力墙3的竖直部上设置有滑轨6以及与滑轨6配合的滑动板7，其中，滑动板7可在滑轨6上滑动，并且，滑动板7上设置有止动件9，具体而言，止动件9可以是市面上常见的螺栓。对于本领域技术人员也可以采用其他止动件9，在本申请中通过拧动螺栓使得螺栓底部与滑轨6抵触，增加滑轨6与滑动板7之间的摩擦力，阻止滑轨6和滑动板7之间产生相对位移。其中，滑动板7通过角度调节螺栓组连接有底座板8，其中，角度调节螺栓组包括第一螺栓15和第二螺栓16，第一螺栓15穿过底座板8并与滑动板7固定连接，第二螺栓16与底座板8通过螺纹连接并与滑动板7接触，第二螺栓16的末端为半球形，在本实施例中，第一螺栓15作用为在重力作用下限定滑动板7与底座板8之间的角度，而第二螺栓16作用为在外力作用下限定滑动板7与底座板8之间的角度不变，同时对于本领域的技术人员而言，第二螺栓16的数量还可以更多达到进一步稳定角度的作用，如本申请中共计第一螺栓15三个，第二螺栓16三个。同时底座板8与地面形成锐角的面上设置有至少两个伺服液压作动器10，每个伺服液压作动器10均位于不同水平高度，每个伺服液压作动器10均与抗滑桩试件4接触，具体而言，在本实施例中优选为三个伺服液压作动器10。
参见图2，在本申请中还包括至少一个激光位移计11，每个激光位移计11均设置于底座板8上，具体而言，激光位移计11与伺服液压作动器10均位于底座板8的同一侧面上，在本申请中激光位移计11由于固定在倾斜的底座板8上，通过上述设计在实际位移监控中，激光位移计11监控的距离大于激光位移计11与抗滑桩试件4的最小距离，当抗滑桩试件4发生位移时，激光位移计11测得的数据将大于抗滑桩试件4的真实位移，并且根据余弦定理，当抗滑桩试件4发生位移时候，其能够提供更大的变化位移量，更有益于对评价抗滑桩试件4的位移变化情况。
实施例2：
本实施例提供了一种边坡加固方案优化方法。
参见图3，图中示出了本方法包括步骤S100、步骤S200、步骤S300和步骤S400。
S100、获取第一信息，第一信息包括边坡的地质参数信息和边坡对应的抗滑桩初次设计方案，抗滑桩初次设计方案包括抗滑桩的截面尺寸、桩位布置以及抗滑桩之间的间距。
可以理解的是，在本步骤中地质参数信息包括边坡整体尺寸、滑体体积以及滑体摩擦角、滑体粘聚力和滑体与地面夹角等物理力学参数，而抗滑桩初次设计方案包括抗滑桩截面尺寸、桩位布置以及桩间间距第一次初步设计参数。
S200、根据第一信息建立三维仿真模型，并对三维仿真模型施加载荷得到第二信息，第二信息包括至少一个抗滑桩的桩后推力分布和每个抗滑桩的桩后推力随时间变化曲线。
可以理解的是，在本步骤中即为利用三维仿真软件或者是有限元模拟软件，进行模拟抗滑桩的受力情况。其中受力情况即为每个抗滑桩的桩后推力分布和每个抗滑桩的桩后推力随时间变化曲线。
S300、根据第二信息对真实模型进行载荷模拟得到第三信息，第三信息包括至少一个抗滑桩的动力响应过程信息。
可以理解的是，在本步骤中即为根据第二信息对抗滑桩进行真实模拟，进而得到抗滑桩在桩后推力的作用下产生的动力响应。
S400、根据第三信息对抗滑桩初次设计方案进行修正得优化后的边坡加固方案。
可以理解的是，在本步骤中即为根据第三信息对抗滑桩初次设计方案进行修正，具体而言，可以通过观察抗滑桩的位移以及是否形变进行抗滑桩初次设计方案的修正。
在一些具体的实施例中，步骤S200中包括步骤S210、步骤S220、步骤S230、步骤S240和步骤S250。
S210、根据地质参数信息建立三维边坡模型。
需要说明的是，本步骤即为根据边坡整体尺寸、滑体体积以及滑体摩擦角、粘聚力等物理力学参数信息在仿真软件，如ANSYS、ABAQUS内建立三维边坡模型。并且需要说明的是，后续S220-S250也是在仿真软件内实现。
S220、对三维边坡模型进行网格划分，得到网格化的三维边坡模型。
S230、根据抗滑桩初次设计方案，在三维边坡模型上布设抗滑桩得到抗滑桩-边坡模型。
S240、获取边坡所在地的地区类型和边坡所在地的地区对应的载荷参数。
需要说明的是，地区类型包括地震多发地区和降雨频繁地区，如果为地震多发地区，则对应载荷参数包括该地区的抗震设防烈度、地震动峰值加速度以及地震动反应谱特征周期等，以此施加相应的地震荷载；如当地为降雨频繁地区，则对应载荷参数包括降雨量和降雨强度等，并以此施加相应的降雨荷载。使得在仿真中边坡的变化符合真实情况。
S250、根据地区类型和对应的载荷参数对抗滑桩-边坡模型进行仿真模拟，得到第二信息。
进一步地，在一些具体的实施例中步骤S300中包括步骤S310、步骤S320、步骤S330、步骤S340和步骤S350。
S310、解析地质参数信息得到滑体信息，滑体信息包括滑体与地面的夹角。
S320、根据滑体信息，发送第一控制命令，第一控制命令调整角度调节螺栓组和滑动板7的命令，滑动板7上铰接有底座板8，角度调节螺栓组包括第一螺栓15和第二螺栓16，第一螺栓15穿过底座板8并与滑动板7固定连接，第二螺栓16与底座板8通过螺纹连接并与滑动板7接触，第二螺栓16的末端为半球形，底座板8与地面形成锐角的面上设置有至少两个伺服液压作动器10，每个伺服液压作动器10均位于不同水平高度，每个伺服液压作动器10均与抗滑桩试件4接触。
S330、根据第二信息，发送第二控制命令，第二控制命令包括控制伺服作动器油泵2驱动伺服液压作动器10推动抗滑桩试件4的命令。
S340、获取第四信息，第四信息包括抗滑桩试件4的位移信息和抗滑桩试件4在伺服液压作动器10推动下的至少两幅图像，每幅图像均由工业相机12拍摄得到。
需要说明的是，在本申请中工业相机12上原生设置有点阵发射器，与下文中的数字图像相关法（DIC）相匹配作用。
S350、根据第四信息动力响应分析得到第三信息。
需要说明的是，步骤S350中包括步骤S351、步骤S352、步骤S353、步骤S354和步骤S355。
S351、根据DIC方法对所有图像进行分析得到应变场。
需要说明的DIC为数字图像相关法其为现有技术，本申请中不在赘述。
S352、根据应变场和抗滑桩试件4的弹性模量计算得到应力场。
S353、对时间序列最后的图像分割得到图像中的至少一个应变花13图像。
S354、根据每个应变花13图像计算得到每个应变花13所在区域对应的应力和方向。
S355、根据每个应变花13所在区域信息、每个应变花13所在区域对应的应力和方向对应力场进行验证，若验证不通过，则重新根据第二信息对至少一个真实模型进行载荷模拟得到第三信息。
在本申请中通过应变花13与DIC的计算数值做相互对照验证，若是验证不通过，则说明本次的虚实耦合抗滑桩模型试验失败，其中，上述文本中所提及的“虚”则是代表则仿真软件的模拟边坡作用下抗滑桩的受力，而“实”则是表示抗滑桩推动模拟实验的过程。
同时，进一步地，在本申请中还包括步骤S360和S370。
S360、实时获取第五信息，第五信息为工业相机12拍摄得到的实时图像，实时图像内包括抗滑桩试件4。
S370、判断实时图像内的抗滑桩试件4状态，若抗滑桩试件4状态为断裂，则对动力响应过程信息中的应力场信息和位移信息赋值为空。
本申请中若是在抗滑桩推动模拟实验的过程发现抗滑桩发生破坏，则说明本次的设计方案完全不适应于环境。需要重新设计抗滑桩布设方案。故，在本步骤中直接将动力响应过程信息赋值为空，以便后续程序能直接做出对应提示。
在一些具体的实施例中步骤S400中包括步骤S410、步骤S420和步骤S430。
S410、根据动力响应中位移信息进行计算，得到位移变化量。
需要说明的是，在本申请中计算的位移变化量即为抗滑桩试件4在整个推动试验中的位移变化数值，具体而言，本步骤以实施例1为例。位移变化量由三组数据构成。
S420、对位移变化量进行判断，若位移变化量大于第一阈值，则获取抗滑桩二次设计方案，并更新抗滑桩初次设计方案为抗滑桩二次设计方案，重新开始根据第一信息建立三维仿真模型，直到位移变化量小于第一阈值。
需要说明的是，在本步骤的目的即为首先对抗滑桩推动模拟实验中，抗滑桩试件4在宏观的稳定性进行判断，以实施例1为例，若是位移变化量中任意一个位移数据超过预设的第一阈值，则认为当前的抗滑桩初次设计方案不合格，其不能在实际应用之中保持边坡的稳定性。故，需要直接获取一个新的抗滑桩设计方案，即上述步骤中所提及的到的抗滑桩二次设计方案。其中，关于抗滑桩二次设计方案可以由人再次输入新的方案即可，本申请中再赘述。
S430、对动力响应中应力场信息进行判断，若应力场信息为空，则获取抗滑桩二次设计方案，并更新抗滑桩初次设计方案为抗滑桩二次设计方案，重新开始根据第一信息建立三维仿真模型，直到应力场信息不为空，否则根据应力场信息分析得到应力集中部位，根据应力集中部位对抗滑桩初次设计方案中的抗滑桩进行加固，得到优化后的边坡加固方案。
需要说明的是，本步骤即为与步骤S370配合。在本方法中应力场信息有两种情况，一种为空，一种包含数据。若是在本方法中执行过程中发现应力场信息为空，那么就是认定为抗滑桩试件4在抗滑桩推动模拟实验发生断裂，则需要认为当前的抗滑桩初次设计方案不合格，其不能在实际应用之中保持边坡的稳定性。故，需要直接获取一个新的抗滑桩设计方案，即上述步骤中所提及的到的抗滑桩二次设计方案，其中，抗滑桩二次设计方案可以根据抗滑桩推动模拟实验中抗滑桩试件4的破坏情况，进行如扩大调整桩位布置、截面尺寸、缩小桩间间距的修改。若是另一种情况，那么抗滑桩试件4能保持自身宏观上的结构稳定性，能够完成最基本得边坡稳定工作，但是在本申请中，为了进一步优化抗滑桩初次设计方案，在本申请中通过对应力场信息进行分析，得知在抗滑桩试件4的应力分布情况，进而即可知道抗滑桩试件4的应力集中部位信息。对于本领域技术而言，知道应力集中部位即可针对性加强应力集中部位信息。即，在本申请中，将抗滑桩初次设计方案中的抗滑桩根据应力集中部位信息加固，并将加固后的抗滑桩初次设计方案作为边坡加固方案。
本申请中提供一种边坡加固方案优化方法，将数值仿真技术与模型试验技术相结合，实现对不同荷载环境下抗滑桩结构的设计。本申请依照实际边坡的地质条件，利用数值仿真技术建立边坡-抗滑桩三维有限元模型，并根据边坡所处环境（高地震烈度区、断层破碎带等）设置荷载工况，得到抗滑桩的桩后推力分布形式及随时间变化情况，并生成推力时程曲线，仿真计算机1并根据推力时程曲线对抗滑桩试件4进行加载，获得抗滑桩试件4的动力响应以及易损伤部位。此外，根据抗滑桩试件4的动力响应及破坏模式对数值仿真中材料模型及其参数进行修正使桩后推力结果更为精确。综上，通过上述方法可以精确地得到不同类型荷载下的抗滑桩桩后推力，并获得抗滑桩试件4在该荷载工况下的动力响应及易损伤部位，确定边坡加固方案中抗滑桩桩位布置、桩间间距以及截面尺寸等，从而实现对抗滑桩的优化设计。
实施例3：
如图4所示，本实施例提供了一种边坡加固方案优化装置，边坡加固方案优化系统包括：
获取单元71，用于获取第一信息，第一信息包括边坡的地质参数信息和边坡对应的抗滑桩初次设计方案，抗滑桩初次设计方案包括抗滑桩的截面尺寸、桩位布置以及抗滑桩之间的间距；
模型建立单元72，用于根据第一信息建立三维仿真模型，并对三维仿真模型施加载荷得到第二信息，第二信息包括至少一个抗滑桩的桩后推力分布和每个抗滑桩的桩后推力随时间变化曲线；
实验模拟单元73，用于根据第二信息对真实模型进行载荷模拟得到第三信息，第三信息包括至少一个抗滑桩的动力响应过程信息；
方案优化单元74，用于根据第三信息对抗滑桩初次设计方案进行修正得优化后的边坡加固方案。
在一些具体的实施例中，模型建立单元72包括：
模型构建单元721，用于根据地质参数信息建立三维边坡模型；
网格划分单元722，用于对三维边坡模型进行网格划分，得到网格化的三维边坡模型；
模型完善单元723，用于根据抗滑桩初次设计方案，在三维边坡模型上布设抗滑桩得到抗滑桩-边坡模型；
载荷获取单元724，用于获取边坡所在地的地区类型和边坡所在地的地区对应的载荷参数；
仿真模拟单元725，用于根据地区类型和对应的载荷参数对抗滑桩-边坡模型进行仿真模拟，得到第二信息。
在一些具体的实施例中，实验模拟单元73包括：
数据解析单元731，用于解析地质参数信息得到滑体信息，滑体信息包括滑体与地面的夹角；
第一控制单元732，用于根据滑体信息，发送第一控制命令，第一控制命令调整角度调节螺栓组和滑动板7的命令，滑动板7上铰接有底座板8，角度调节螺栓组包括第一螺栓15和第二螺栓16，第一螺栓15穿过底座板8并与滑动板7固定连接，第二螺栓16与底座板8通过螺纹连接并与滑动板7接触，第二螺栓16的末端为半球形，底座板8与地面形成锐角的面上设置有至少两个伺服液压作动器10，每个伺服液压作动器10均位于不同水平高度，每个伺服液压作动器10均与抗滑桩试件4接触；
第二控制单元733，用于根据第二信息，发送第二控制命令，第二控制命令包括控制伺服作动器油泵2驱动伺服液压作动器10推动抗滑桩试件4的命令；
图像获取单元734，用于获取第四信息，第四信息包括抗滑桩试件4的位移信息和抗滑桩试件4在伺服液压作动器10推动下的至少两幅图像，每幅图像均由工业相机12拍摄得到；
分析单元735，用于根据第四信息动力响应分析得到第三信息。
在一些具体的实施例中，实验模拟单元73，还包括：
实时获取单元736，用于实时获取第五信息，第五信息为工业相机12拍摄得到的实时图像，实时图像内包括抗滑桩试件4；
第一判断单元737，用于判断实时图像内的抗滑桩试件4状态，若抗滑桩试件4状态为断裂，则对动力响应过程信息中的应力场信息和位移信息赋值为空。
在一些具体的实施例中，分析单元735包括：
DIC分析单元7351，用于根据DIC方法对所有图像进行分析得到应变场；
第一计算单元7352，用于根据应变场和抗滑桩试件4的弹性模量计算得到应力场；
图像分割单元7353，用于对时间序列最后的图像分割得到图像中的至少一个应变花13图像；
第二计算单元7354，用于根据每个应变花13图像计算得到每个应变花13所在区域对应的应力和方向；
验证单元7355，用于根据每个应变花13所在区域信息、每个应变花13所在区域对应的应力和方向对应力场进行验证，若验证不通过，则重新根据第二信息对至少一个真实模型进行载荷模拟得到第三信息。
在一些具体的实施例中，方案优化单元74包括：
位移计算单元741，用于根据动力响应中位移信息进行计算，得到位移变化量；
第二判断单元742，用于对位移变化量进行判断，若位移变化量大于第一阈值，则获取抗滑桩二次设计方案，并更新抗滑桩初次设计方案为抗滑桩二次设计方案，重新开始根据第一信息建立三维仿真模型，直到位移变化量小于第一阈值；
第三判断单元743，用于对动力响应中应力场信息进行判断，若应力场信息为空，则获取抗滑桩二次设计方案，并更新抗滑桩初次设计方案为抗滑桩二次设计方案，重新开始根据第一信息建立三维仿真模型，直到应力场信息不为空，否则根据应力场信息分析得到应力集中部位信息，根据应力集中部位信息对抗滑桩初次设计方案中的抗滑桩进行加固，得到优化后的边坡加固方案。
需要说明的是，关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
实施例4：
相应于上面的方法实施例，本实施例中还提供了一种边坡加固方案优化设备，下文描述的一种边坡加固方案优化设备与上文描述的一种边坡加固方案优化方法可相互对应参照。
图5是根据示例性实施例示出的一种边坡加固方案优化设备800的框图。如图5所示，该边坡加固方案优化设备800可以包括：处理器801，存储器802。该边坡加固方案优化设备800还可以包括多媒体组件803， I/O接口804，以及通信组件805中的一者或多者。
其中，处理器801用于控制该边坡加固方案优化设备800的整体操作，以完成上述的边坡加固方案优化方法中的全部或部分步骤。存储器802用于存储各种类型的数据以支持在该边坡加固方案优化设备800的操作，这些数据例如可以包括用于在该边坡加固方案优化设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器802可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random AccessMemory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件803可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器802或通过通信组件805发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口804为处理器801和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件805用于该边坡加固方案优化设备800与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件805可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。
在一示例性实施例中，边坡加固方案优化设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal ProcessingDevice，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的边坡加固方案优化方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的边坡加固方案优化方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器802，上述程序指令可由边坡加固方案优化设备800的处理器801执行以完成上述的边坡加固方案优化方法。
实施例5：
相应于上面的方法实施例，本实施例中还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的一种边坡加固方案优化方法可相互对应参照。
一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的边坡加固方案优化方法的步骤。
该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种边坡加固方案优化方法，其特征在于，包括：
获取第一信息，所述第一信息包括边坡的地质参数信息和所述边坡对应的抗滑桩初次设计方案，所述抗滑桩初次设计方案包括抗滑桩的截面尺寸、桩位布置以及抗滑桩之间的间距；
根据第一信息建立三维仿真模型，并对所述三维仿真模型施加载荷得到第二信息，所述第二信息包括至少一个抗滑桩的桩后推力分布和每个所述抗滑桩的桩后推力随时间变化曲线；
根据所述第二信息对真实模型进行载荷模拟得到第三信息，所述第三信息包括至少一个抗滑桩的动力响应过程信息；
根据所述第三信息对所述抗滑桩初次设计方案进行修正得优化后的边坡加固方案；
其中，根据所述第三信息对所述抗滑桩初次设计方案进行修正得优化后的边坡加固方案，包括：
根据动力响应中位移信息进行计算，得到位移变化量；
对位移变化量进行判断，若位移变化量大于第一阈值，则获取抗滑桩二次设计方案，并更新抗滑桩初次设计方案为抗滑桩二次设计方案，重新开始根据第一信息建立三维仿真模型，直到位移变化量小于第一阈值；
对动力响应中应力场信息进行判断，若应力场信息为空，则获取抗滑桩二次设计方案，并更新抗滑桩初次设计方案为抗滑桩二次设计方案，重新开始根据第一信息建立三维仿真模型，直到应力场信息不为空，否则根据应力场信息分析得到应力集中部位，根据应力集中部位对抗滑桩初次设计方案中的抗滑桩进行加固，得到优化后的边坡加固方案。
2.根据权利要求1所述的边坡加固方案优化方法，其特征在于,所述根据第一信息建立三维仿真模型，并对所述三维仿真模型施加载荷得到第二信息，包括：
根据所述地质参数信息建立三维边坡模型；
对所述三维边坡模型进行网格划分，得到网格化的所述三维边坡模型；
根据所述抗滑桩初次设计方案，在所述三维边坡模型上布设抗滑桩得到抗滑桩-边坡模型；
获取所述边坡所在地的地区类型和所述边坡所在地的地区对应的载荷参数；
根据所述地区类型和对应的载荷参数对所述抗滑桩-边坡模型进行仿真模拟，得到第二信息。
3.根据权利要求1所述的边坡加固方案优化方法，其特征在于,根据所述第二信息对至少一个真实模型进行载荷模拟得到第三信息，包括：
解析所述地质参数信息得到滑体信息，所述滑体信息包括滑体与地面的夹角；
根据所述滑体信息，发送第一控制命令，所述第一控制命令调整角度调节螺栓组和滑动板的命令，所述滑动板上铰接有底座板，所述角度调节螺栓组包括第一螺栓和第二螺栓，所述第一螺栓穿过所述底座板并与所述滑动板固定连接，所述第二螺栓与所述底座板通过螺纹连接并与所述滑动板接触，所述第二螺栓的末端为半球形，所述底座板与地面形成锐角的面上设置有至少两个伺服液压作动器，每个所述伺服液压作动器均位于不同水平高度，每个所述伺服液压作动器均与抗滑桩试件接触；
根据所述第二信息，发送第二控制命令，所述第二控制命令包括控制伺服作动器油泵驱动所述伺服液压作动器推动所述抗滑桩试件的命令；
获取第四信息，所述第四信息包括所述抗滑桩试件的位移信息和所述抗滑桩试件在所述伺服液压作动器推动下的至少两幅图像，每幅图像均由工业相机拍摄得到；
根据所述第四信息动力响应分析得到第三信息。
4.一种边坡加固方案优化装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取第一信息，所述第一信息包括边坡的地质参数信息和所述边坡对应的抗滑桩初次设计方案，所述抗滑桩初次设计方案包括抗滑桩的截面尺寸、桩位布置以及抗滑桩之间的间距；
模型建立单元，用于根据第一信息建立三维仿真模型，并对所述三维仿真模型施加载荷得到第二信息，所述第二信息包括至少一个抗滑桩的桩后推力分布和每个所述抗滑桩的桩后推力随时间变化曲线；
实验模拟单元，用于根据所述第二信息对真实模型进行载荷模拟得到第三信息，所述第三信息包括至少一个抗滑桩的动力响应过程信息；
方案优化单元，用于根据所述第三信息对所述抗滑桩初次设计方案进行修正得优化后的边坡加固方案；
其中，方案优化单元包括：
位移计算单元，用于根据动力响应中位移信息进行计算，得到位移变化量；
第二判断单元，用于对位移变化量进行判断，若位移变化量大于第一阈值，则获取抗滑桩二次设计方案，并更新抗滑桩初次设计方案为抗滑桩二次设计方案，重新开始根据第一信息建立三维仿真模型，直到位移变化量小于第一阈值；
第三判断单元，用于对动力响应中应力场信息进行判断，若应力场信息为空，则获取抗滑桩二次设计方案，并更新抗滑桩初次设计方案为抗滑桩二次设计方案，重新开始根据第一信息建立三维仿真模型，直到应力场信息不为空，否则根据应力场信息分析得到应力集中部位信息，根据应力集中部位信息对抗滑桩初次设计方案中的抗滑桩进行加固，得到优化后的边坡加固方案。
5.根据权利要求4所述的边坡加固方案优化装置，其特征在于，所述模型建立单元包括：
模型构建单元，用于根据所述地质参数信息建立三维边坡模型；
网格划分单元，用于对所述三维边坡模型进行网格划分，得到网格化的所述三维边坡模型；
模型完善单元，用于根据所述抗滑桩初次设计方案，在所述三维边坡模型上布设抗滑桩得到抗滑桩-边坡模型；
载荷获取单元，用于获取所述边坡所在地的地区类型和所述边坡所在地的地区对应的载荷参数；
仿真模拟单元，用于根据所述地区类型和对应的载荷参数对所述抗滑桩-边坡模型进行仿真模拟，得到第二信息。
6.根据权利要求4所述的边坡加固方案优化装置，其特征在于，所述实验模拟单元包括：
数据解析单元，用于解析所述地质参数信息得到滑体信息，所述滑体信息包括滑体与地面的夹角；
第一控制单元，用于根据所述滑体信息，发送第一控制命令，所述第一控制命令调整角度调节螺栓组和滑动板的命令，所述滑动板上铰接有底座板，所述角度调节螺栓组包括第一螺栓和第二螺栓，所述第一螺栓穿过所述底座板并与所述滑动板固定连接，所述第二螺栓与所述底座板通过螺纹连接并与所述滑动板接触，所述第二螺栓的末端为半球形，所述底座板与地面形成锐角的面上设置有至少两个伺服液压作动器，每个所述伺服液压作动器均位于不同水平高度，每个所述伺服液压作动器均与抗滑桩试件接触；
第二控制单元，用于根据所述第二信息，发送第二控制命令，所述第二控制命令包括控制伺服作动器油泵驱动所述伺服液压作动器推动所述抗滑桩试件的命令；
图像获取单元，用于获取第四信息，所述第四信息包括所述抗滑桩试件的位移信息和所述抗滑桩试件在所述伺服液压作动器推动下的至少两幅图像，每幅图像均由工业相机拍摄得到；
分析单元，用于根据所述第四信息动力响应分析得到第三信息。
7.一种边坡加固方案优化设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述边坡加固方案优化方法的步骤。
8.一种可读存储介质，其特征在于：所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述边坡加固方案优化方法的步骤。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110258661A (zh) * 2019-05-17 2019-09-20 山东建筑大学 抗滑桩土拱效应极限承载力测试方法及装置
CN112733221A (zh) * 2020-12-25 2021-04-30 中国科学院地质与地球物理研究所 一种抗滑桩加固边坡的优化设计方法及系统
CN113832992A (zh) * 2021-09-09 2021-12-24 武汉大学 基于边坡系统失稳风险的抗滑桩设计优化方法
CN115115146A (zh) * 2022-08-29 2022-09-27 西南交通大学 基于地震作用的边坡预警方法、装置、设备及存储介质

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113216216A (zh) * 2021-03-24 2021-08-06 云南省交通规划设计研究院有限公司 一种适用于不稳定斜坡的内置抗滑桩主动加固方法
CN115116202B (zh) * 2022-08-29 2022-11-15 西南交通大学 一种滑坡灾害预警方法、装置、设备及可读存储介质

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110258661A (zh) * 2019-05-17 2019-09-20 山东建筑大学 抗滑桩土拱效应极限承载力测试方法及装置
CN112733221A (zh) * 2020-12-25 2021-04-30 中国科学院地质与地球物理研究所 一种抗滑桩加固边坡的优化设计方法及系统
CN113832992A (zh) * 2021-09-09 2021-12-24 武汉大学 基于边坡系统失稳风险的抗滑桩设计优化方法
CN115115146A (zh) * 2022-08-29 2022-09-27 西南交通大学 基于地震作用的边坡预警方法、装置、设备及存储介质

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
H型抗滑桩加固膨胀土滑坡的有限元分析及优化设计;李小雷等;《路基工程》;20161220(第06期);21-26 *
基于 VMD-Hilbert 变换的铁路路基填料振动压实动力响应研究;杨长卫 等;《岩石力学与工程学报》;20220531;第41卷;2991-3001 *
复活古滑坡治理及微型抗滑桩承载机理;姜春林等;《北京科技大学学报》;20071015(第10期);7-11 *
高速公路边坡加固处治中抗滑桩设计分析;李中奎等;《工程建设与设计》;20200510(第09期);45-47 *
高速铁路无砟轨道陡坡路基桩板墙侧向位移的影响分析;吴江等;《铁道科学与工程学报》;20180315(第03期);31-37 *

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