CN115510623A - 抗滑桩的安全系数计算方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

抗滑桩的安全系数计算方法、装置、设备及可读存储介质 Download PDF

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CN115510623A CN202211068298.0A CN202211068298A CN115510623A CN 115510623 A CN115510623 A CN 115510623A CN 202211068298 A CN202211068298 A CN 202211068298A CN 115510623 A CN115510623 A CN 115510623A
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Abstract

本发明提供了一种抗滑桩的安全系数计算方法、装置、设备及可读存储介质,涉及滑坡防治技术领域,包括将所述抗滑桩的形状参数信息、配筋参数信息和荷载参数信息发送至承载能力计算模型内进行计算,得到所述抗滑桩的正截面承载能力参数和抗滑桩的斜截面承载能力参数;然后将上述所有的参数信息、所述抗滑桩内所有采样点的位移信息、所述抗滑桩内所有采样点的位移加速度信息发送至安全系数计算模型进行计算,得到抗滑桩内所有采样点的安全系数;将抗滑桩内所有采样点的安全系数进行对比,并将对比得到的最小的安全系数作为抗滑桩的安全系数。本发明通过结合数据分析方法,计算出单桩的有效安全系数,能够反映抗滑桩多点位移与结构安全性的关系。

Description

抗滑桩的安全系数计算方法、装置、设备及可读存储介质
技术领域
本发明涉及滑坡防治技术领域,具体而言,涉及一种抗滑桩的安全系数计算方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
当前对于边坡的安全性分析往往从滑体岩土体的安全系数出发,通过计算安全系数并制定阈值,由此来对边坡进行处置,但是,现有的加固后边坡安全性分析还很缺乏,一般都认为边坡加固后的安全系数都是按照边坡的抗滑力和剩余下滑力来计算的,无法有效的分析加固后边坡的安全性,因此需要一种能够基于岩土体性质变化、滑面变化等造成的滑坡推力变化,进行实时动态分析抗滑桩加固边坡后的安全系数的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗滑桩的安全系数计算方法、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,本申请提供了一种抗滑桩的安全系数计算方法,包括:
获取第一信息、第二信息和第三信息,所述第一信息包括抗滑桩的形状参数信息、配筋参数信息和荷载参数信息,所述第二信息为抗滑桩内所有采样点的位移信息,所述第三信息为抗滑桩内所有采样点的位移加速度信息;
将所述第一信息发送至承载能力计算模型内进行计算,得到第四信息,所述第四信息包括所述抗滑桩的正截面承载能力参数和抗滑桩的斜截面承载能力参数;
将所述第一信息、所述第二信息、所述第三信息和所述第四信息发送至安全系数计算模型进行计算,得到抗滑桩内所有采样点的安全系数;
将抗滑桩内所有采样点的安全系数进行对比,并将对比得到的最小的安全系数作为抗滑桩的安全系数。
第二方面,本申请还提供了一种抗滑桩的安全系数计算装置,包括:
获取单元,用于获取第一信息、第二信息和第三信息,所述第一信息包括抗滑桩的形状参数信息、配筋参数信息和荷载参数信息,所述第二信息为抗滑桩内所有采样点的位移信息,所述第三信息为抗滑桩内所有采样点的位移加速度信息;
第一计算单元,用于将所述第一信息发送至承载能力计算模型内进行计算,得到第四信息,所述第四信息包括所述抗滑桩的正截面承载能力参数和抗滑桩的斜截面承载能力参数;
第二计算单元,用于将所述第一信息、所述第二信息、所述第三信息和所述第四信息发送至安全系数计算模型进行计算,得到抗滑桩内所有采样点的安全系数;
对比单元,用于将抗滑桩内所有采样点的安全系数进行对比,并将对比得到的最小的安全系数作为抗滑桩的安全系数。
第三方面,本申请还提供了一种抗滑桩的安全系数计算设备,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抗滑桩的安全系数计算方法的步骤。
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抗滑桩的安全系数计算方法的步骤。
本发明的有益效果为:
本发明通过利用抗滑桩桩身的位移和加速度监测数据来判断抗滑桩加固边坡后安全系数,以抗滑桩的安全系数来反映边坡的安全系数,更具备合理性;
本发明通过位移数据计算单桩的滑坡推力决定系数,有效的反映了滑坡推力的变化和抗滑桩本身的结构特性和材料特性,更符合工程实际的需要;
本发明还通过计算单桩的分布安全系数,结合数据分析方法,计算出单桩的有效安全系数,能够反映抗滑桩多点位移与结构安全性的关系;
本发明引入加速度数据,计算单桩的有效均匀系数,反映了结构的整体性。
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抗滑桩的安全系数计算方法流程示意图;
图2为本发明实施例中所述的抗滑桩的安全系数计算装置结构示意图;
图3为本发明实施例中所述的抗滑桩的安全系数计算设备结构示意图。
图中标记:701、获取单元;702、第一计算单元;703、第二计算单元;704、对比单元;7021、第一判断子单元;7022、获取子单元;7031、第一计算子单元;7032、第二计算子单元;7033、第三计算子单元;7034、第四计算子单元;70311、第二判断子单元;70312、第五计算子单元;70313、第六计算子单元;70321、第七计算子单元;70322、第八计算子单元;70323、第九计算子单元;70331、第十计算子单元;70332、第十一计算子单元;70333、第十二计算子单元;70334、第十三计算子单元;800、抗滑桩的安全系数计算设备;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:
本实施例提供了一种抗滑桩的安全系数计算方法。
参见图1,图中示出了本方法包括步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4。
步骤S1、获取第一信息、第二信息和第三信息,所述第一信息包括抗滑桩的形状参数信息、配筋参数信息和荷载参数信息,所述第二信息为抗滑桩内所有采样点的位移信息,所述第三信息为抗滑桩内所有采样点的位移加速度信息;
可以理解的是本发明通过人工采集抗滑桩的形状参数信息、配筋参数信息和荷载参数信息,并上传至存储设备内进行存储,为之后的计算做准备,并且本发明还通过设置多个位移传感器和多个加速度传感器,来测量不同时间段的抗滑桩的位移信息和位移加速度信息,其中位移传感器和加速度传感器的设置位置为采样点位置。
步骤S2、将所述第一信息发送至承载能力计算模型内进行计算,得到第四信息,所述第四信息包括所述抗滑桩的正截面承载能力参数和抗滑桩的斜截面承载能力参数;
可以理解的是本发明通过对第一信息进行计算,确定抗滑桩的正截面承载能力参数和抗滑桩的斜截面承载能力参数,为后面计算分布安全系数做准备,本步骤中,步骤S2包括步骤S21和步骤S22。
步骤S21、将所述第一信息内的荷载参数信息发送至荷载类型判断模型进行判断,确定所述抗滑桩的荷载类型,所述荷载类型判断模型为根据所述抗滑桩的荷载对支座截面所产生的剪力值占总剪力值的比例判断所述荷载类型的模型,所述荷载类型包括普通荷载类型和集中荷载类型;
可以理解的是本步骤中的所述普通荷载抗滑桩的荷载对支座截面所产生的剪力值小于总剪力值的75%,本步骤中的所述集中荷载抗滑桩的荷载对支座截面所产生的剪力值大于或等于总剪力值的75%,本步骤基于上述分类规则对抗滑桩进行分类,确定所述抗滑桩的荷载类型,进而选取对应的计算公式来计算正截面承载能力计算公式和斜截面承载能力计算公式,保障计算的准确性。
步骤S22、根据所述抗滑桩的荷载类型、所述抗滑桩对应的正截面承载能力计算公式和斜截面承载能力计算公式,计算得到所述抗滑桩的正截面承载能力参数和所述抗滑桩的斜截面承载能力参数;
所述抗滑桩对应的正截面承载能力计算公式为:
Figure 617764DEST_PATH_IMAGE002
(1)
所述公式(1)中,
Figure 597221DEST_PATH_IMAGE003
为斜截面承载能力值,
Figure 845800DEST_PATH_IMAGE004
为受拉区钢筋抗拉强度设计值,
Figure 83752DEST_PATH_IMAGE005
为受拉区钢筋面积,
Figure 366966DEST_PATH_IMAGE006
为混凝土强度系数,混凝土等级不超过C50时,取为1.0,等级为C80 时,取为0.94,其间线性内插,
Figure 986166DEST_PATH_IMAGE007
为混凝土轴心抗压强度设计值,
Figure 518778DEST_PATH_IMAGE008
为抗滑桩的截面宽度,
Figure 61886DEST_PATH_IMAGE009
是受压区钢筋抗压强度设计值,
Figure 527503DEST_PATH_IMAGE010
Figure 989708DEST_PATH_IMAGE011
是受压区钢筋面积,
Figure 9617DEST_PATH_IMAGE012
是抗滑桩的截面有 效高度,
Figure 589371DEST_PATH_IMAGE013
为受压区钢筋中心与受压区边缘的距离;
所述斜截面承载能力计算公式包括普通荷载的抗滑桩的斜截面承载能力计算公式和集中荷载的抗滑桩的斜截面承载能力计算公式,所述普通荷载的抗滑桩的斜截面承载能力计算公式为:
Figure 581598DEST_PATH_IMAGE015
(2)
所述公式(2)中,
Figure 339339DEST_PATH_IMAGE016
为斜截面承载能力值,
Figure 49806DEST_PATH_IMAGE017
为混凝土轴心抗拉强度设计值,
Figure 669137DEST_PATH_IMAGE018
为箍筋的设计抗拉强度,
Figure 781449DEST_PATH_IMAGE019
为沿构件长度箍筋间距,
Figure 710091DEST_PATH_IMAGE020
为配置在同一截面内箍筋各肢的 全部截面面积,
Figure 704592DEST_PATH_IMAGE021
Figure 252248DEST_PATH_IMAGE022
为同一个截面内箍筋的肢数,
Figure 616406DEST_PATH_IMAGE023
为单肢箍筋的截 面面积,
Figure 856894DEST_PATH_IMAGE024
为穿过计算斜截面的弯起钢筋截面面积,
Figure 401008DEST_PATH_IMAGE025
为弯起钢筋与梁纵轴的夹角;
所述集中荷载的抗滑桩的斜截面承载能力计算公式为:
Figure 752355DEST_PATH_IMAGE026
(3)
所述公式(3)中,
Figure 183468DEST_PATH_IMAGE027
为斜截面承载能力值,
Figure 594857DEST_PATH_IMAGE028
为剪跨比,其值为
Figure 626267DEST_PATH_IMAGE029
Figure 515726DEST_PATH_IMAGE030
为抗 滑桩承受的弯矩。
步骤S3、将所述第一信息、所述第二信息、所述第三信息和所述第四信息发送至安全系数计算模型进行计算,得到抗滑桩内所有采样点的安全系数;
可以理解的是本步骤将上述所有数据发送至安全系数计算模型,按照计算模型内的计算公式进行计算,进而确定抗滑桩内所有采样点的安全系数,本步骤中,步骤S3包括步骤S31、步骤S32、步骤S33和步骤S34。
步骤S31、将所述第一信息和所述第二信息按照预设的滑坡推力决定参数计算公式进行计算,得到抗滑桩内所有采样点的滑坡推力决定参数;
可以理解的是所述滑坡推力决定参数计算公式包括固定端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式、铰支端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式和自由端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式,所述固定端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式为:
Figure 831038DEST_PATH_IMAGE031
(4)
Figure 210067DEST_PATH_IMAGE033
(5)
Figure 604139DEST_PATH_IMAGE035
(6)
Figure 421923DEST_PATH_IMAGE037
(7)
Figure 952261DEST_PATH_IMAGE039
(8)
所述铰支端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式为:
Figure 580820DEST_PATH_IMAGE031
(9)
Figure 462188DEST_PATH_IMAGE040
(10)
Figure 83662DEST_PATH_IMAGE041
(11)
Figure 468507DEST_PATH_IMAGE043
(12)
Figure 500923DEST_PATH_IMAGE045
(13)
所述自由端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式为:
Figure 869587DEST_PATH_IMAGE031
(14)
Figure 29173DEST_PATH_IMAGE046
(15)
Figure 799683DEST_PATH_IMAGE047
(16)
Figure 504465DEST_PATH_IMAGE049
(17)
Figure 157163DEST_PATH_IMAGE051
(18)
所述公式(4)至公式(8)中,
Figure 323703DEST_PATH_IMAGE052
Figure 479877DEST_PATH_IMAGE053
均为滑坡推力决定参数,
Figure 322937DEST_PATH_IMAGE054
为滑坡推力的顶 部分布荷载,
Figure 197352DEST_PATH_IMAGE055
为滑坡推力的顶部分布荷载与滑坡推力的底部超越分布荷载的比值,
Figure 839686DEST_PATH_IMAGE053
为滑坡推力的底部超越分布荷载,
Figure 443843DEST_PATH_IMAGE056
为抗滑桩由上往下的第j个左侧采样点的位移,
Figure 880641DEST_PATH_IMAGE057
Figure 320980DEST_PATH_IMAGE056
的四次方,
Figure 235847DEST_PATH_IMAGE058
是桩顶的位移距离,
Figure 694510DEST_PATH_IMAGE059
为抗滑桩由下往上的第n个右侧采样点的位移,
Figure 98946DEST_PATH_IMAGE060
Figure 151216DEST_PATH_IMAGE059
的四次方,
Figure 446937DEST_PATH_IMAGE061
是地基系数随深度增加的比例系数,
Figure 25686DEST_PATH_IMAGE062
是抗滑桩的计算宽度, 弹性模量
Figure 601024DEST_PATH_IMAGE063
由混凝土材料决定,惯性矩
Figure 140590DEST_PATH_IMAGE064
由桩截面尺寸决定,
Figure 272625DEST_PATH_IMAGE065
Figure 581246DEST_PATH_IMAGE066
Figure 655382DEST_PATH_IMAGE067
次方,
Figure 213402DEST_PATH_IMAGE068
为第j个左侧采样点与桩顶距离,
Figure 539341DEST_PATH_IMAGE069
Figure 76370DEST_PATH_IMAGE068
的五次方,
Figure 931194DEST_PATH_IMAGE070
为第n个右侧采样点与桩顶距离,
Figure 569986DEST_PATH_IMAGE071
Figure 434036DEST_PATH_IMAGE070
的五次方,
Figure 248409DEST_PATH_IMAGE072
Figure 680658DEST_PATH_IMAGE073
Figure 416533DEST_PATH_IMAGE074
次方,
Figure 943329DEST_PATH_IMAGE075
Figure 815470DEST_PATH_IMAGE076
Figure 917156DEST_PATH_IMAGE077
次方,
Figure 937065DEST_PATH_IMAGE078
为滑面 至桩顶的距离,
Figure 142918DEST_PATH_IMAGE079
Figure 994200DEST_PATH_IMAGE080
Figure 892886DEST_PATH_IMAGE081
Figure 134511DEST_PATH_IMAGE082
Figure 19422DEST_PATH_IMAGE083
均为抗滑桩的影响参数,
Figure 866155DEST_PATH_IMAGE008
为抗滑桩的截面宽度; 所述公式(9)至公式(13)中,
Figure 794797DEST_PATH_IMAGE084
Figure 992560DEST_PATH_IMAGE085
Figure 336953DEST_PATH_IMAGE086
Figure 677674DEST_PATH_IMAGE087
均为抗滑桩的影响参数;所述公式(14)至 公式(18)中,
Figure 387004DEST_PATH_IMAGE088
Figure 196697DEST_PATH_IMAGE089
Figure 548044DEST_PATH_IMAGE090
Figure 166107DEST_PATH_IMAGE091
均为抗滑桩的影响参数,
Figure 452863DEST_PATH_IMAGE092
为右侧采样点到桩顶的距 离,
Figure 359639DEST_PATH_IMAGE093
Figure 108152DEST_PATH_IMAGE092
的四次方;
可以理解的是本发明通过预设的滑坡推力决定参数计算公式来计算抗滑桩内所有采样点的滑坡推力决定参数,本步骤中,步骤S31包括步骤S311、步骤S312和步骤S313。
步骤S311、将所述第一信息内的形状参数信息发送至桩底类型判断模型进行判断,确定所述抗滑桩的桩底类型,所述桩底类型判断模型为根据所述抗滑桩滑面至桩底的岩层结构判断所述抗滑桩的桩底类型的模型,所述抗滑桩的桩底类型包括自由端桩底类型、铰支端桩底类型和固定端桩底类型;
可以理解的是上述抗滑桩的桩底类型的判断依据为当滑面至抗滑桩桩底均为土体或当滑面至抗滑桩桩底为岩体和土体的混合层时,将抗滑桩桩底约束视作自由端,当滑面至抗滑桩桩底为岩层且高度小于滑面至抗滑桩桩顶高度的三分之一时,将抗滑桩桩底约束视作铰支端,当滑面至抗滑桩桩底为岩层且高度大于或等于滑面至抗滑桩桩顶高度的三分之一时,将抗滑桩桩底约束视作固定端。
步骤S312、基于所述抗滑桩的桩底类型获取所述抗滑桩对应的滑坡推力决定参数计算公式;
可以理解的是本步骤将抗滑桩左侧由上往下的第j个采样点和抗滑桩右侧由下往上的第n个采样点作为配对测点,其中滑坡推力决定参数包括滑坡推力的顶部分布荷载与滑坡推力的底部超越分布荷载的比值和。
步骤S313、将所述第一信息和所述第二信息按照所述抗滑桩对应的滑坡推力决定参数计算公式进行计算,得到所述抗滑桩内所有采样点的滑坡推力决定参数。
可以理解的本步骤中滑坡推力决定参数通过上述联立方程进行计算,其中不同类型桩底的滑坡推力决定参数不同。
步骤S32、将所述第一信息和所述第四信息发送至有效安全系数计算模块进行计算,得到所有采样点的有效安全系数;
可以理解的是所述有效安全系数计算模块内包含有分布安全系数计算公式、平均安全系数计算公式和有效安全系数计算公式,所述分布安全系数计算公式为:
Figure 49563DEST_PATH_IMAGE094
(19)
所述平均安全系数计算公式为:
Figure 163013DEST_PATH_IMAGE095
(20)
所述平均安全系数计算公式为:
Figure 930986DEST_PATH_IMAGE097
(21)
Figure 358557DEST_PATH_IMAGE098
(22)
所述公式(19)中,
Figure 279108DEST_PATH_IMAGE099
为斜截面承载能力值,
Figure 32301DEST_PATH_IMAGE016
为斜截面承载能力值,
Figure 789035DEST_PATH_IMAGE100
为抗 滑桩受到的最大弯矩,
Figure 817034DEST_PATH_IMAGE101
为抗滑桩受到的最大剪力,
Figure 467458DEST_PATH_IMAGE102
为采样点的分布安全系数,
Figure 516186DEST_PATH_IMAGE103
的 范围为
Figure 884850DEST_PATH_IMAGE104
,n表示有n右侧个采样点,
Figure 28124DEST_PATH_IMAGE105
为结构安全性系数,当边坡安全等级为一级时,
Figure 533055DEST_PATH_IMAGE106
,二级时,
Figure 424788DEST_PATH_IMAGE107
,三级时,
Figure 405382DEST_PATH_IMAGE108
Figure 712867DEST_PATH_IMAGE109
为荷载分项系数,
Figure 213249DEST_PATH_IMAGE110
; 所述公式(20)中,
Figure 479145DEST_PATH_IMAGE111
为所有采样点的平均安全系数;所述公式(21)和所述公式(22) 中,
Figure 353561DEST_PATH_IMAGE112
为所有采样点的分布安全系数的方差,
Figure 120528DEST_PATH_IMAGE113
为所有采样点的有效安全系数,
Figure 334472DEST_PATH_IMAGE114
Figure 614012DEST_PATH_IMAGE115
的二次方;
可以理解的是本步骤通过预设的有效安全计算公式计算每个采样点的有效安全系数,本步骤中,步骤S32包括步骤S321、步骤S322和步骤S323。
步骤S321、将所述第一信息和所述第四信息按照预设的分布安全系数计算公式进行计算,得到所有采样点的分布安全系数;
可以理解的是本步骤按照M-K法计算得到抗滑桩受到的最大弯矩和最大剪力,然后基于抗滑桩受到的最大弯矩、抗滑桩受到的最大剪力、所述第一信息和所述第四信息计算所有采样点的分布安全系数。步骤S322、将所有所述采样点的分布安全系数按照预设的平均安全系数计算公式进行计算,得到所有采样点的平均安全系数;
步骤S323、将所有采样点的分布安全系数和所有采样点的平均安全系数按照预设的有效安全系数计算公式进行计算,得到所有采样点的有效安全系数。
步骤S33、将所述第三信息发送至有效均匀系数计算模块进行计算,得到所有采样点有效均匀系数;
可以理解的是所述有效均匀系数计算模块包含有影响系数计算公式、均匀系数计算公式、平均均匀系数的计算公式和有效均匀系数计算公式,所述影响系数计算公式为:
Figure 116669DEST_PATH_IMAGE116
(23)
Figure 31535DEST_PATH_IMAGE117
(24)
所述均匀系数计算公式为:
Figure 755778DEST_PATH_IMAGE118
(25)
所述平均均匀系数的计算公式为:
Figure 160214DEST_PATH_IMAGE119
(26)
所述有效均匀系数的计算公式为:
Figure 212484DEST_PATH_IMAGE120
(27)
Figure 39363DEST_PATH_IMAGE121
(28)
所述公式(23)和所述公式(24)中,
Figure 493478DEST_PATH_IMAGE122
Figure 68816DEST_PATH_IMAGE123
为每个采样点第v个时间长度的影响 系数,
Figure 733016DEST_PATH_IMAGE124
Figure 255264DEST_PATH_IMAGE125
Figure 173673DEST_PATH_IMAGE126
分别为第
Figure 123174DEST_PATH_IMAGE127
个时间长度的加速度曲线、第
Figure 681194DEST_PATH_IMAGE128
个时间长度的加 速度曲线和第
Figure 131767DEST_PATH_IMAGE129
个时间长度的加速度曲线,
Figure 29316DEST_PATH_IMAGE130
Figure 523620DEST_PATH_IMAGE124
Figure 834516DEST_PATH_IMAGE125
的互功 率谱密度函数,
Figure 698567DEST_PATH_IMAGE131
Figure 575256DEST_PATH_IMAGE125
Figure 132139DEST_PATH_IMAGE126
的互功率谱密度函数,
Figure 664752DEST_PATH_IMAGE132
Figure 942280DEST_PATH_IMAGE125
的 自功率谱密度函数,
Figure 814421DEST_PATH_IMAGE133
Figure 666840DEST_PATH_IMAGE126
的自功率谱密度函数,
Figure 624431DEST_PATH_IMAGE134
Figure 892602DEST_PATH_IMAGE135
Figure 258730DEST_PATH_IMAGE132
相除后的实部值,
Figure 626257DEST_PATH_IMAGE136
Figure 133462DEST_PATH_IMAGE137
Figure 549531DEST_PATH_IMAGE133
相除后的实部值,
Figure 255319DEST_PATH_IMAGE138
Figure 324906DEST_PATH_IMAGE139
Figure 53828DEST_PATH_IMAGE132
相 除后的虚部值,
Figure 240964DEST_PATH_IMAGE140
Figure 942204DEST_PATH_IMAGE137
Figure 41747DEST_PATH_IMAGE137
相除后的虚部值,
Figure 523544DEST_PATH_IMAGE141
Figure 874891DEST_PATH_IMAGE142
Figure 306003DEST_PATH_IMAGE143
Figure 451814DEST_PATH_IMAGE136
的皮尔逊相关系 数,
Figure 483224DEST_PATH_IMAGE144
Figure 434999DEST_PATH_IMAGE145
Figure 110831DEST_PATH_IMAGE138
Figure 801444DEST_PATH_IMAGE146
的皮尔逊相 关系数;所述公式(25)中,
Figure 992254DEST_PATH_IMAGE147
为每个采样点的第v个时间长度的均匀系数,其中v的值在
Figure 685404DEST_PATH_IMAGE148
之间,n表示有n右侧个采样点;所述公式(26)中,
Figure DEST_PATH_IMAGE149
为所有采样点的平均均 匀系数;所述公式(27)和所述公式(28)中,
Figure 809218DEST_PATH_IMAGE150
为所有采样点的均匀系数方差,
Figure DEST_PATH_IMAGE151
为所有采 样点的有效均匀系数,
Figure 703355DEST_PATH_IMAGE152
Figure DEST_PATH_IMAGE153
的二次方;
可以理解的是本步骤通过预设的计算公式计算每个采样点的有效均匀系数,本步骤中步骤S33包括步骤S331、步骤S332、步骤S333和步骤S334。
步骤S331、将所述第三信息按照预设的影响系数计算公式进行计算,得到第三信息内每个采样点的影响系数;
可以理解的是本步骤通过将所述第三信息按照1分钟为单位时间长度,然后获取每个采样点相邻时间长度的加速度曲线,并基于所述加速度曲线计算每个采样点的影响系数;
步骤S332、将所有采样点的影响系数按照均匀系数计算公式计算,得到所有采样点的均匀系数;
步骤S333、将所有所述采样点的分布安全系数按照预设的平均均匀系数计算公式进行计算,得到所有采样点的平均均匀系数;
步骤S334、将所有采样点的均匀系数和所有采样点的平均均匀系数按照预设的有效均匀系数计算公式进行计算,得到所有采样点的有效均匀系数。
步骤S34、将所有采样点的有效安全系数和采样点对应的有效均匀系数进行乘积计算,得到每个采样点的安全系数。
步骤S4、将抗滑桩内所有采样点的安全系数进行对比,并将对比得到的最小的安全系数作为抗滑桩的安全系数。
可以理解的本发明是利用抗滑桩桩身的位移和加速度监测数据来判断抗滑桩加固边坡后安全系数,以抗滑桩的安全系数来反映边坡的安全系数,更具备合理性;并且本发明通过位移数据计算单桩的滑坡推力决定系数,有效的反映了滑坡推力的变化和抗滑桩本身的结构特性和材料特性,更符合工程实际的需要;本发明还通过计算单桩的分布安全系数,结合数据分析方法,计算出单桩的有效安全系数,能够反映抗滑桩多点位移与结构安全性的关系;本发明引入加速度数据,计算单桩的有效均匀系数,反映了结构的整体性。
实施例2:
如图2所示,本实施例提供了一种抗滑桩的安全系数计算装置,所述装置包括获取单元701、第一计算单元702、第二计算单元703和对比单元704。
获取单元701,用于获取第一信息、第二信息和第三信息,所述第一信息包括抗滑桩的形状参数信息、配筋参数信息和荷载参数信息,所述第二信息为抗滑桩内所有采样点的位移信息,所述第三信息为抗滑桩内所有采样点的位移加速度信息;
第一计算单元702,用于将所述第一信息发送至承载能力计算模型内进行计算,得到第四信息,所述第四信息包括所述抗滑桩的正截面承载能力参数和抗滑桩的斜截面承载能力参数;
第二计算单元703,用于将所述第一信息、所述第二信息、所述第三信息和所述第四信息发送至安全系数计算模型进行计算,得到抗滑桩内所有采样点的安全系数;
对比单元704,用于将抗滑桩内所有采样点的安全系数进行对比,并将对比得到的最小的安全系数作为抗滑桩的安全系数。
在本公开的一种具体实施方式中,所述第一计算单元702包括第一判断子单元7021和获取子单元7022。
第一判断子单元7021,用于将所述第一信息内的荷载参数信息发送至荷载类型判断模型进行判断,确定所述抗滑桩的荷载类型,所述荷载类型判断模型为根据所述抗滑桩的荷载对支座截面所产生的剪力值占总剪力值的比例判断所述荷载类型的模型,所述荷载类型包括普通荷载类型和集中荷载类型;
获取子单元7022,根据所述抗滑桩的荷载类型、所述抗滑桩对应的正截面承载能力计算公式和斜截面承载能力计算公式,计算得到所述抗滑桩的正截面承载能力参数和所述抗滑桩的斜截面承载能力参数。
在本公开的一种具体实施方式中,所述第二计算单元703包括第一计算子单元7031、第二计算子单元7032、第三计算子单元7033和第四计算子单元7034。
第一计算子单元7031,用于将所述第一信息和所述第二信息按照预设的滑坡推力决定参数计算公式进行计算,得到抗滑桩内所有采样点的滑坡推力决定参数;
第二计算子单元7032,用于将所述第一信息和所述第四信息发送至有效安全系数计算模块进行计算,得到所有采样点的有效安全系数;
第三计算子单元7033,用于将所述第三信息发送至有效均匀系数计算模块进行计算,得到所有采样点有效均匀系数;
第四计算子单元7034,用于将所有采样点的有效安全系数和采样点对应的有效均匀系数进行乘积计算,得到每个采样点的安全系数。
在本公开的一种具体实施方式中,所述第一计算子单元7031包括第二判断子单元70311、第五计算子单元70312和第六计算子单元70313。
第二判断子单元70311,用于将所述第一信息内的形状参数信息发送至桩底类型判断模型进行判断,确定所述抗滑桩的桩底类型,所述桩底类型判断模型为根据所述抗滑桩滑面至桩底的岩层结构判断所述抗滑桩的桩底类型的模型,所述抗滑桩的桩底类型包括自由端桩底类型、铰支端桩底类型和固定端桩底类型;
第五计算子单元70312,用于基于所述抗滑桩的桩底类型获取所述抗滑桩对应的滑坡推力决定参数计算公式;
第六计算子单元70313,用于将所述第一信息和所述第二信息按照所述抗滑桩对应的滑坡推力决定参数计算公式进行计算,得到所述抗滑桩内所有采样点的滑坡推力决定参数。
在本公开的一种具体实施方式中,所述第二计算子单元7032包括第七计算子单元70321、第八计算子单元70322和第九计算子单元70323。
第七计算子单元70321,用于将所述第一信息和所述第四信息按照预设的分布安全系数计算公式进行计算,得到所有采样点的分布安全系数;
第八计算子单元70322,用于将所有所述采样点的分布安全系数按照预设的平均安全系数计算公式进行计算,得到所有采样点的平均安全系数;
第九计算子单元70323,用于将所有采样点的分布安全系数和所有采样点的平均安全系数按照预设的有效安全系数计算公式进行计算,得到所有采样点的有效安全系数。
在本公开的一种具体实施方式中,所述第三计算子单元7033包括第十计算子单元70331、第十一计算子单元70332、第十二计算子单元70333和第十三计算子单元70334。
第十计算子单元70331,用于将所述第三信息按照预设的影响系数计算公式进行计算,得到第三信息内每个采样点的影响系数;
第十一计算子单元70332,用于将所有采样点的影响系数按照均匀系数计算公式计算,得到所有采样点的均匀系数;
第十二计算子单元70333,用于将所有所述采样点的分布安全系数按照预设的平均均匀系数计算公式进行计算,得到所有采样点的平均均匀系数;
第十三计算子单元70334,用于将所有采样点的均匀系数和所有采样点的平均均匀系数按照预设的有效均匀系数计算公式进行计算,得到所有采样点的有效均匀系数。
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3:
相应于上面的方法实施例,本实施例中还提供了一种抗滑桩的安全系数计算设备,下文描述的一种抗滑桩的安全系数计算设备与上文描述的一种抗滑桩的安全系数计算方法可相互对应参照。
图3是根据示例性实施例示出的一种抗滑桩的安全系数计算设备800的框图。如图3所示,该抗滑桩的安全系数计算设备800可以包括:处理器801,存储器802。该抗滑桩的安全系数计算设备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用于控制该抗滑桩的安全系数计算设备800的整体操作,以完成上述的抗滑桩的安全系数计算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抗滑桩的安全系数计算设备800的操作,这些数据例如可以包括用于在该抗滑桩的安全系数计算设备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(StaticRandom Access Memory,简称SRAM),电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory,简称EEPROM),可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read-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用于该抗滑桩的安全系数计算设备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,抗滑桩的安全系数计算设备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,用于执行上述的抗滑桩的安全系数计算方法。
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抗滑桩的安全系数计算方法的步骤。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,上述程序指令可由抗滑桩的安全系数计算设备800的处理器801执行以完成上述的抗滑桩的安全系数计算方法。
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抗滑桩的安全系数计算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抗滑桩的安全系数计算方法的步骤。
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。
以上所述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。
以上所述,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 (10)

1.一种抗滑桩的安全系数计算方法,其特征在于,包括:
获取第一信息、第二信息和第三信息,所述第一信息包括抗滑桩的形状参数信息、配筋参数信息和荷载参数信息,所述第二信息为抗滑桩内所有采样点的位移信息,所述第三信息为抗滑桩内所有采样点的位移加速度信息;
将所述第一信息发送至承载能力计算模型内进行计算,得到第四信息,所述第四信息包括所述抗滑桩的正截面承载能力参数和抗滑桩的斜截面承载能力参数;
将所述第一信息、所述第二信息、所述第三信息和所述第四信息发送至安全系数计算模型进行计算,得到抗滑桩内所有采样点的安全系数;
将抗滑桩内所有采样点的安全系数进行对比,并将对比得到的最小的安全系数作为抗滑桩的安全系数。
2.根据权利要求1所述的抗滑桩的安全系数计算方法,其特征在于,将所述第一信息发送至承载能力计算模型内进行计算,得到第四信息,包括;
将所述第一信息内的荷载参数信息发送至荷载类型判断模型进行判断,确定所述抗滑桩的荷载类型,所述荷载类型判断模型为根据所述抗滑桩的荷载对支座截面所产生的剪力值占总剪力值的比例判断所述荷载类型的模型,所述荷载类型包括普通荷载类型和集中荷载类型;
根据所述抗滑桩的荷载类型、所述抗滑桩对应的正截面承载能力计算公式和斜截面承载能力计算公式,计算得到所述抗滑桩的正截面承载能力参数和所述抗滑桩的斜截面承载能力参数;
所述抗滑桩对应的正截面承载能力计算公式为:
Figure 889614DEST_PATH_IMAGE002
(1)
所述公式(1)中,
Figure 275596DEST_PATH_IMAGE003
为斜截面承载能力值,
Figure 648809DEST_PATH_IMAGE004
为受拉区钢筋抗拉强度设计值,
Figure 512860DEST_PATH_IMAGE005
为受拉 区钢筋面积,
Figure 874702DEST_PATH_IMAGE006
为混凝土强度系数,混凝土等级不超过C50时,取为1.0,等级为C80时,取为 0.94,其间线性内插,
Figure 290640DEST_PATH_IMAGE007
为混凝土轴心抗压强度设计值,
Figure 26515DEST_PATH_IMAGE008
为抗滑桩的截面宽度,
Figure 68158DEST_PATH_IMAGE009
是受压 区钢筋抗压强度设计值,
Figure 205878DEST_PATH_IMAGE010
Figure 792717DEST_PATH_IMAGE011
是受压区钢筋面积,
Figure 281467DEST_PATH_IMAGE012
是抗滑桩的截面有效高度,
Figure 362687DEST_PATH_IMAGE013
为受压区钢筋中心与受压区边缘的距离;
所述斜截面承载能力计算公式包括普通荷载的抗滑桩的斜截面承载能力计算公式和集中荷载的抗滑桩的斜截面承载能力计算公式,所述普通荷载的抗滑桩的斜截面承载能力计算公式为:
Figure 682810DEST_PATH_IMAGE014
(2)
所述公式(2)中,
Figure 581496DEST_PATH_IMAGE015
为斜截面承载能力值,
Figure 931443DEST_PATH_IMAGE016
为混凝土轴心抗拉强度设计值,
Figure 675408DEST_PATH_IMAGE017
为箍 筋的设计抗拉强度,
Figure 115617DEST_PATH_IMAGE018
为沿构件长度箍筋间距,
Figure 794991DEST_PATH_IMAGE019
为配置在同一截面内箍筋各肢的全部 截面面积,
Figure 992754DEST_PATH_IMAGE020
Figure 930623DEST_PATH_IMAGE021
为同一个截面内箍筋的肢数,
Figure 474606DEST_PATH_IMAGE022
为单肢箍筋的截面面 积,
Figure 715094DEST_PATH_IMAGE023
为穿过计算斜截面的弯起钢筋截面面积,
Figure 259208DEST_PATH_IMAGE024
为弯起钢筋与梁纵轴的夹角;
所述集中荷载的抗滑桩的斜截面承载能力计算公式为:
Figure 610555DEST_PATH_IMAGE025
(3)
所述公式(3)中,
Figure 307247DEST_PATH_IMAGE026
为斜截面承载能力值,
Figure 718637DEST_PATH_IMAGE027
为剪跨比,其值为
Figure 750047DEST_PATH_IMAGE028
Figure 639505DEST_PATH_IMAGE029
为抗滑桩 承受的弯矩。
3.根据权利要求1所述的抗滑桩的安全系数计算方法,其特征在于,将所述第一信息、所述第二信息、所述第三信息和所述第四信息发送至安全系数计算模型进行计算,包括:
将所述第一信息和所述第二信息按照预设的滑坡推力决定参数计算公式进行计算,得到抗滑桩内所有采样点的滑坡推力决定参数;
所述滑坡推力决定参数计算公式包括固定端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式、铰支端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式和自由端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式,所述固定端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式为:
Figure 954818DEST_PATH_IMAGE030
(4)
Figure 537109DEST_PATH_IMAGE032
(5)
Figure 55815DEST_PATH_IMAGE033
(6)
Figure 545702DEST_PATH_IMAGE035
(7)
Figure 76040DEST_PATH_IMAGE036
(8)
所述铰支端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式为:
Figure 704599DEST_PATH_IMAGE030
(9)
Figure 320388DEST_PATH_IMAGE031
(10)
Figure 941862DEST_PATH_IMAGE037
(11)
Figure 592287DEST_PATH_IMAGE038
(12)
Figure 624702DEST_PATH_IMAGE040
(13)
所述自由端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式为:
Figure 993367DEST_PATH_IMAGE030
(14)
Figure 825057DEST_PATH_IMAGE031
(15)
Figure 923463DEST_PATH_IMAGE033
(16)
Figure 628245DEST_PATH_IMAGE041
(17)
Figure 484205DEST_PATH_IMAGE043
(18)
所述公式(4)至公式(8)中,
Figure 447482DEST_PATH_IMAGE044
Figure 806919DEST_PATH_IMAGE045
均为滑坡推力决定参数,
Figure 446717DEST_PATH_IMAGE046
为滑坡推力的顶部分 布荷载,
Figure 524394DEST_PATH_IMAGE047
为滑坡推力的顶部分布荷载与滑坡推力的底部超越分布荷载的比值,
Figure 963466DEST_PATH_IMAGE045
为滑 坡推力的底部超越分布荷载,
Figure 567622DEST_PATH_IMAGE048
为抗滑桩由上往下的第j个左侧采样点的位移,
Figure 4420DEST_PATH_IMAGE049
Figure 179180DEST_PATH_IMAGE048
的 四次方,
Figure 359626DEST_PATH_IMAGE050
是桩顶的位移距离,
Figure 818289DEST_PATH_IMAGE051
为抗滑桩由下往上的第n个右侧采样点的位移,
Figure 425988DEST_PATH_IMAGE052
Figure 117738DEST_PATH_IMAGE051
的四次方,
Figure 836296DEST_PATH_IMAGE053
是地基系数随深度增加的比例系数,
Figure 415044DEST_PATH_IMAGE054
是抗滑桩的计算宽度,弹性模 量
Figure 193645DEST_PATH_IMAGE055
由混凝土材料决定,惯性矩
Figure 608577DEST_PATH_IMAGE056
由桩截面尺寸决定,
Figure 130825DEST_PATH_IMAGE057
Figure 298501DEST_PATH_IMAGE058
Figure 248002DEST_PATH_IMAGE059
次方,
Figure 383186DEST_PATH_IMAGE060
为第j 个左侧采样点与桩顶距离,
Figure 709126DEST_PATH_IMAGE061
Figure 668991DEST_PATH_IMAGE060
的五次方,
Figure 914028DEST_PATH_IMAGE062
为第n个右侧采样点与桩顶距离,
Figure 506814DEST_PATH_IMAGE063
Figure 370865DEST_PATH_IMAGE062
的五次方,
Figure 513133DEST_PATH_IMAGE064
Figure 335596DEST_PATH_IMAGE065
Figure 445372DEST_PATH_IMAGE066
次方,
Figure 113114DEST_PATH_IMAGE067
Figure 109889DEST_PATH_IMAGE068
Figure 837673DEST_PATH_IMAGE069
次方,
Figure 936210DEST_PATH_IMAGE070
为滑面至桩 顶的距离,
Figure 142064DEST_PATH_IMAGE071
Figure 258924DEST_PATH_IMAGE072
Figure 157610DEST_PATH_IMAGE073
Figure 976399DEST_PATH_IMAGE074
Figure 985944DEST_PATH_IMAGE075
均为抗滑桩的影响参数,
Figure 957311DEST_PATH_IMAGE008
为抗滑桩的截面宽度;所述 公式(9)至公式(13)中,
Figure 761319DEST_PATH_IMAGE076
Figure 834448DEST_PATH_IMAGE077
Figure 382104DEST_PATH_IMAGE078
Figure 473557DEST_PATH_IMAGE079
均为抗滑桩的影响参数;所述公式(14)至公式 (18)中,
Figure 448466DEST_PATH_IMAGE080
Figure 507427DEST_PATH_IMAGE081
Figure 858774DEST_PATH_IMAGE082
Figure 804733DEST_PATH_IMAGE083
均为抗滑桩的影响参数,
Figure 216123DEST_PATH_IMAGE084
为右侧采样点到桩顶的距离,
Figure 263844DEST_PATH_IMAGE085
Figure 153303DEST_PATH_IMAGE084
的四次方;
将所述第一信息和所述第四信息发送至有效安全系数计算模块进行计算,得到所有采样点的有效安全系数;
所述有效安全系数计算模块内包含有分布安全系数计算公式、平均安全系数计算公式和有效安全系数计算公式,所述分布安全系数计算公式为:
Figure 219348DEST_PATH_IMAGE086
(19)
所述平均安全系数计算公式为:
Figure 536060DEST_PATH_IMAGE087
(20)
所述有效安全系数计算公式为:
Figure 61892DEST_PATH_IMAGE088
(21)
Figure 755041DEST_PATH_IMAGE089
(22)
所述公式(19)中,
Figure 675593DEST_PATH_IMAGE090
为斜截面承载能力值,
Figure 225523DEST_PATH_IMAGE015
为斜截面承载能力值,
Figure 106891DEST_PATH_IMAGE091
为抗滑桩 受到的最大弯矩,
Figure 213518DEST_PATH_IMAGE092
为抗滑桩受到的最大剪力,
Figure 863943DEST_PATH_IMAGE093
为采样点的分布安全系数,
Figure 912670DEST_PATH_IMAGE094
的范围 为
Figure 281334DEST_PATH_IMAGE095
,n表示有n右侧个采样点,
Figure 424609DEST_PATH_IMAGE096
为结构安全性系数,当边坡安全等级为一级时,
Figure 929539DEST_PATH_IMAGE097
,二级时,
Figure 149168DEST_PATH_IMAGE098
,三级时,
Figure 5129DEST_PATH_IMAGE099
Figure 374930DEST_PATH_IMAGE100
为荷载分项系数,
Figure 875313DEST_PATH_IMAGE101
; 所述公式(20)中,
Figure 141209DEST_PATH_IMAGE102
为所有采样点的平均安全系数;所述公式(21)和所述公式(22) 中,
Figure 343520DEST_PATH_IMAGE103
为所有采样点的分布安全系数的方差,
Figure 985854DEST_PATH_IMAGE104
为所有采样点的有效安全系数,
Figure 42541DEST_PATH_IMAGE105
Figure 603972DEST_PATH_IMAGE106
的二次方;
将所述第三信息发送至有效均匀系数计算模块进行计算,得到所有采样点有效均匀系数;
所述有效均匀系数计算模块包含有影响系数计算公式、均匀系数计算公式、平均均匀系数的计算公式和有效均匀系数计算公式,所述影响系数计算公式为:
Figure 168946DEST_PATH_IMAGE107
(23)
Figure 959178DEST_PATH_IMAGE108
(24)
所述均匀系数计算公式为:
Figure 558787DEST_PATH_IMAGE109
(25)
所述平均均匀系数的计算公式为:
Figure 291119DEST_PATH_IMAGE110
(26)
所述有效均匀系数的计算公式为:
Figure 608968DEST_PATH_IMAGE111
(27)
Figure 435848DEST_PATH_IMAGE112
(28)
所述公式(23)和所述公式(24)中,
Figure 889963DEST_PATH_IMAGE113
Figure 793197DEST_PATH_IMAGE114
为每个采样点第v个时间长度的影响系 数,
Figure 332763DEST_PATH_IMAGE115
Figure 730377DEST_PATH_IMAGE116
Figure 38999DEST_PATH_IMAGE117
分别为第
Figure 113134DEST_PATH_IMAGE118
个时间长度的加速度曲线、第
Figure 671154DEST_PATH_IMAGE119
个时间长度的加速 度曲线和第
Figure 997093DEST_PATH_IMAGE120
个时间长度的加速度曲线,
Figure 534123DEST_PATH_IMAGE121
Figure 654525DEST_PATH_IMAGE115
Figure 27738DEST_PATH_IMAGE116
的互功率 谱密度函数,
Figure 891789DEST_PATH_IMAGE122
Figure 784790DEST_PATH_IMAGE116
Figure 341673DEST_PATH_IMAGE117
的互功率谱密度函数,
Figure 202181DEST_PATH_IMAGE123
Figure 604344DEST_PATH_IMAGE116
的自 功率谱密度函数,
Figure 538802DEST_PATH_IMAGE124
Figure 640488DEST_PATH_IMAGE117
的自功率谱密度函数,
Figure 598080DEST_PATH_IMAGE125
Figure 928567DEST_PATH_IMAGE126
Figure 920793DEST_PATH_IMAGE123
相除后的实部值,
Figure 694846DEST_PATH_IMAGE127
Figure 405313DEST_PATH_IMAGE128
Figure 539491DEST_PATH_IMAGE124
相除后的实部值,
Figure 386224DEST_PATH_IMAGE129
Figure 829713DEST_PATH_IMAGE130
Figure 761896DEST_PATH_IMAGE123
相 除后的虚部值,
Figure 699765DEST_PATH_IMAGE131
Figure 666584DEST_PATH_IMAGE128
Figure 516860DEST_PATH_IMAGE128
相除后的虚部值,
Figure 201919DEST_PATH_IMAGE132
Figure 677900DEST_PATH_IMAGE133
Figure 233646DEST_PATH_IMAGE134
Figure 753358DEST_PATH_IMAGE127
的皮尔逊相关系 数,
Figure 660134DEST_PATH_IMAGE135
Figure 611910DEST_PATH_IMAGE136
Figure 412375DEST_PATH_IMAGE129
Figure 994666DEST_PATH_IMAGE137
的皮尔逊相 关系数;所述公式(25)中,
Figure 264105DEST_PATH_IMAGE138
为每个采样点的第v个时间长度的均匀系数,其中v的值在
Figure 957254DEST_PATH_IMAGE139
之间,n表示有n右侧个采样点;所述公式(26)中,
Figure 877806DEST_PATH_IMAGE140
为所有采样点的平均均 匀系数;所述公式(27)和所述公式(28)中,
Figure 630998DEST_PATH_IMAGE141
为所有采样点的均匀系数方差,
Figure 620689DEST_PATH_IMAGE142
为所有采 样点的有效均匀系数,
Figure 117529DEST_PATH_IMAGE143
Figure 627008DEST_PATH_IMAGE144
的二次方;
将所有采样点的有效安全系数和采样点对应的有效均匀系数进行乘积计算,得到每个采样点的安全系数。
4.根据权利要求3所述的抗滑桩的安全系数计算方法,其特征在于,将所述第一信息和所述第二信息按照预设的滑坡推力决定参数计算公式进行计算,包括:
将所述第一信息内的形状参数信息发送至桩底类型判断模型进行判断,确定所述抗滑桩的桩底类型,所述桩底类型判断模型为根据所述抗滑桩滑面至桩底的岩层结构判断所述抗滑桩的桩底类型的模型,所述抗滑桩的桩底类型包括自由端桩底类型、铰支端桩底类型和固定端桩底类型;
基于所述抗滑桩的桩底类型获取所述抗滑桩对应的滑坡推力决定参数计算公式;
将所述第一信息和所述第二信息按照所述抗滑桩对应的滑坡推力决定参数计算公式进行计算,得到所述抗滑桩内所有采样点的滑坡推力决定参数。
5.一种抗滑桩的安全系数计算装置,其特征在于,包括:
获取单元,用于获取第一信息、第二信息和第三信息,所述第一信息包括抗滑桩的形状参数信息、配筋参数信息和荷载参数信息,所述第二信息为抗滑桩内所有采样点的位移信息,所述第三信息为抗滑桩内所有采样点的位移加速度信息;
第一计算单元,用于将所述第一信息发送至承载能力计算模型内进行计算,得到第四信息,所述第四信息包括所述抗滑桩的正截面承载能力参数和抗滑桩的斜截面承载能力参数;
第二计算单元,用于将所述第一信息、所述第二信息、所述第三信息和所述第四信息发送至安全系数计算模型进行计算,得到抗滑桩内所有采样点的安全系数;
对比单元,用于将抗滑桩内所有采样点的安全系数进行对比,并将对比得到的最小的安全系数作为抗滑桩的安全系数。
6.根据权利要求5所述的抗滑桩的安全系数计算装置,其特征在于,所述装置包括:
第一判断子单元,用于将所述第一信息内的荷载参数信息发送至荷载类型判断模型进行判断,确定所述抗滑桩的荷载类型,所述荷载类型判断模型为根据所述抗滑桩的荷载对支座截面所产生的剪力值占总剪力值的比例判断所述荷载类型的模型,所述荷载类型包括普通荷载类型和集中荷载类型;
获取子单元,用于根据所述抗滑桩的荷载类型、所述抗滑桩对应的正截面承载能力计算公式和斜截面承载能力计算公式,计算得到所述抗滑桩的正截面承载能力参数和所述抗滑桩的斜截面承载能力参数;
所述抗滑桩对应的正截面承载能力计算公式为:
Figure 551102DEST_PATH_IMAGE145
(1)
所述公式(1)中,
Figure 795132DEST_PATH_IMAGE003
为斜截面承载能力值,
Figure 830084DEST_PATH_IMAGE004
为受拉区钢筋抗拉强度设计值,
Figure 459649DEST_PATH_IMAGE005
为受拉 区钢筋面积,
Figure 554644DEST_PATH_IMAGE006
为混凝土强度系数,混凝土等级不超过C50时,取为1.0,等级为C80时,取为 0.94,其间线性内插,
Figure 518926DEST_PATH_IMAGE007
为混凝土轴心抗压强度设计值,
Figure 357569DEST_PATH_IMAGE008
为抗滑桩的截面宽度,
Figure 779324DEST_PATH_IMAGE009
是受压 区钢筋抗压强度设计值,
Figure 169854DEST_PATH_IMAGE010
Figure 247531DEST_PATH_IMAGE011
是受压区钢筋面积,
Figure 499652DEST_PATH_IMAGE012
是抗滑桩的截面有效高度,
Figure 713596DEST_PATH_IMAGE013
为受压区钢筋中心与受压区边缘的距离;
所述斜截面承载能力计算公式包括普通荷载的抗滑桩的斜截面承载能力计算公式和集中荷载的抗滑桩的斜截面承载能力计算公式,所述普通荷载的抗滑桩的斜截面承载能力计算公式为:
Figure 275027DEST_PATH_IMAGE014
(2)
所述公式(2)中,
Figure 840000DEST_PATH_IMAGE015
为斜截面承载能力值,
Figure 394347DEST_PATH_IMAGE016
为混凝土轴心抗拉强度设计值,
Figure 993956DEST_PATH_IMAGE017
为箍 筋的设计抗拉强度,
Figure 726289DEST_PATH_IMAGE018
为沿构件长度箍筋间距,
Figure 778558DEST_PATH_IMAGE019
为配置在同一截面内箍筋各肢的全部 截面面积,
Figure 638061DEST_PATH_IMAGE020
Figure 92176DEST_PATH_IMAGE021
为同一个截面内箍筋的肢数,
Figure 995410DEST_PATH_IMAGE022
为单肢箍筋的截面面 积,
Figure 269397DEST_PATH_IMAGE023
为穿过计算斜截面的弯起钢筋截面面积,
Figure 368809DEST_PATH_IMAGE024
为弯起钢筋与梁纵轴的夹角;
所述集中荷载的抗滑桩的斜截面承载能力计算公式为:
Figure 802064DEST_PATH_IMAGE025
(3)
所述公式(3)中,
Figure 751565DEST_PATH_IMAGE026
为斜截面承载能力值,
Figure 653793DEST_PATH_IMAGE027
为剪跨比,其值为
Figure 714153DEST_PATH_IMAGE028
Figure 267494DEST_PATH_IMAGE029
为抗滑桩 承受的弯矩。
7.根据权利要求5所述的抗滑桩的安全系数计算装置,其特征在于,所述装置包括:
第一计算子单元,用于将所述第一信息和所述第二信息按照预设的滑坡推力决定参数计算公式进行计算,得到抗滑桩内所有采样点的滑坡推力决定参数;
所述滑坡推力决定参数计算公式包括固定端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式、铰支端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式和自由端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式,所述固定端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式为:
Figure 387897DEST_PATH_IMAGE030
(4)
Figure 433214DEST_PATH_IMAGE031
(5)
Figure 671166DEST_PATH_IMAGE033
(6)
Figure 954379DEST_PATH_IMAGE146
(7)
Figure 370317DEST_PATH_IMAGE147
(8)
所述铰支端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式为:
Figure 106192DEST_PATH_IMAGE030
(9)
Figure 383721DEST_PATH_IMAGE031
(10)
Figure 521441DEST_PATH_IMAGE033
(11)
Figure 108280DEST_PATH_IMAGE038
(12)
Figure 331451DEST_PATH_IMAGE039
(13)
所述自由端桩底类型的滑坡推力决定参数计算公式为:
Figure 599622DEST_PATH_IMAGE030
(14)
Figure 965750DEST_PATH_IMAGE031
(15)
Figure 598856DEST_PATH_IMAGE033
(16)
Figure 433957DEST_PATH_IMAGE041
(17)
Figure 443501DEST_PATH_IMAGE042
(18)
所述公式(4)至公式(8)中,
Figure 900022DEST_PATH_IMAGE044
Figure 969609DEST_PATH_IMAGE045
均为滑坡推力决定参数,
Figure 26427DEST_PATH_IMAGE046
为滑坡推力的顶部分 布荷载,
Figure 636400DEST_PATH_IMAGE047
为滑坡推力的顶部分布荷载与滑坡推力的底部超越分布荷载的比值,
Figure 337639DEST_PATH_IMAGE045
为滑 坡推力的底部超越分布荷载,
Figure 952029DEST_PATH_IMAGE048
为抗滑桩由上往下的第j个左侧采样点的位移,
Figure 371509DEST_PATH_IMAGE049
Figure 847490DEST_PATH_IMAGE048
的 四次方,
Figure 403236DEST_PATH_IMAGE050
是桩顶的位移距离,
Figure 689992DEST_PATH_IMAGE148
为抗滑桩由下往上的第n个右侧采样点的位移,
Figure 596768DEST_PATH_IMAGE052
Figure 876440DEST_PATH_IMAGE148
的四次方,
Figure 552272DEST_PATH_IMAGE053
是地基系数随深度增加的比例系数,
Figure 508464DEST_PATH_IMAGE054
是抗滑桩的计算宽度,弹性模 量
Figure 902536DEST_PATH_IMAGE055
由混凝土材料决定,惯性矩
Figure 720320DEST_PATH_IMAGE056
由桩截面尺寸决定,
Figure 516237DEST_PATH_IMAGE057
Figure 800588DEST_PATH_IMAGE058
Figure 557323DEST_PATH_IMAGE059
次方,
Figure 54163DEST_PATH_IMAGE060
为第j 个左侧采样点与桩顶距离,
Figure 563642DEST_PATH_IMAGE061
Figure 753315DEST_PATH_IMAGE060
的五次方,
Figure 269501DEST_PATH_IMAGE062
为第n个右侧采样点与桩顶距离,
Figure 429087DEST_PATH_IMAGE063
Figure 465176DEST_PATH_IMAGE062
的五次方,
Figure 435537DEST_PATH_IMAGE064
Figure 25919DEST_PATH_IMAGE065
Figure 989196DEST_PATH_IMAGE066
次方,
Figure 614212DEST_PATH_IMAGE067
Figure 988430DEST_PATH_IMAGE068
Figure 66108DEST_PATH_IMAGE069
次方,
Figure 567496DEST_PATH_IMAGE070
为滑面至桩 顶的距离,
Figure 47019DEST_PATH_IMAGE071
Figure 280554DEST_PATH_IMAGE072
Figure 720894DEST_PATH_IMAGE073
Figure 901340DEST_PATH_IMAGE074
Figure 94424DEST_PATH_IMAGE075
均为抗滑桩的影响参数,
Figure 702123DEST_PATH_IMAGE008
为抗滑桩的截面宽度;所述 公式(9)至公式(13)中,
Figure 128294DEST_PATH_IMAGE076
Figure 112430DEST_PATH_IMAGE077
Figure 97704DEST_PATH_IMAGE078
Figure 938DEST_PATH_IMAGE079
均为抗滑桩的影响参数;所述公式(14)至公式 (18)中,
Figure 540503DEST_PATH_IMAGE080
Figure 672539DEST_PATH_IMAGE081
Figure 981160DEST_PATH_IMAGE082
Figure 55295DEST_PATH_IMAGE083
均为抗滑桩的影响参数,
Figure 82157DEST_PATH_IMAGE084
为右侧采样点到桩顶的距离,
Figure 939255DEST_PATH_IMAGE085
Figure 476284DEST_PATH_IMAGE084
的四次方;
第二计算子单元,用于将所述第一信息和所述第四信息发送至有效安全系数计算模块进行计算,得到所有采样点的有效安全系数;
所述有效安全系数计算模块内包含有分布安全系数计算公式、平均安全系数计算公式和有效安全系数计算公式,所述分布安全系数计算公式为:
Figure 862266DEST_PATH_IMAGE086
(19)
所述平均安全系数计算公式为:
Figure 235479DEST_PATH_IMAGE087
(20)
所述平均安全系数计算公式为:
Figure 833950DEST_PATH_IMAGE088
(21)
Figure 992530DEST_PATH_IMAGE089
(22)
所述公式(19)中,
Figure 283834DEST_PATH_IMAGE090
为斜截面承载能力值,
Figure 816447DEST_PATH_IMAGE015
为斜截面承载能力值,
Figure 608822DEST_PATH_IMAGE091
为抗滑桩 受到的最大弯矩,
Figure 746543DEST_PATH_IMAGE092
为抗滑桩受到的最大剪力,
Figure 582649DEST_PATH_IMAGE093
为采样点的分布安全系数,
Figure 540241DEST_PATH_IMAGE094
的范围 为
Figure 870728DEST_PATH_IMAGE095
,n表示有n右侧个采样点,
Figure 862955DEST_PATH_IMAGE096
为结构安全性系数,当边坡安全等级为一级时,
Figure 558379DEST_PATH_IMAGE097
,二级时,
Figure 144212DEST_PATH_IMAGE098
,三级时,
Figure 888177DEST_PATH_IMAGE099
Figure 125123DEST_PATH_IMAGE100
为荷载分项系数,
Figure 929131DEST_PATH_IMAGE101
; 所述公式(20)中,
Figure 235216DEST_PATH_IMAGE102
为所有采样点的平均安全系数;所述公式(21)和所述公式(22) 中,
Figure 782872DEST_PATH_IMAGE103
为所有采样点的分布安全系数的方差,
Figure 874325DEST_PATH_IMAGE104
为所有采样点的有效安全系数,
Figure 114814DEST_PATH_IMAGE105
Figure 331031DEST_PATH_IMAGE106
的二次方;
第三计算子单元,用于将所述第三信息发送至有效均匀系数计算模块进行计算,得到所有采样点有效均匀系数;
所述有效均匀系数计算模块包含有影响系数计算公式、均匀系数计算公式、平均均匀系数的计算公式和有效均匀系数计算公式,所述影响系数计算公式为:
Figure 557745DEST_PATH_IMAGE107
(23)
Figure 379070DEST_PATH_IMAGE108
(24)
所述均匀系数计算公式为:
Figure 915094DEST_PATH_IMAGE109
(25)
所述平均均匀系数的计算公式为:
Figure 556290DEST_PATH_IMAGE110
(26)
所述有效均匀系数的计算公式为:
Figure 819650DEST_PATH_IMAGE111
(27)
Figure 761062DEST_PATH_IMAGE112
(28)
所述公式(23)和所述公式(24)中,
Figure 467986DEST_PATH_IMAGE113
Figure 862059DEST_PATH_IMAGE114
为每个采样点第v个时间长度的影响系 数,
Figure 351946DEST_PATH_IMAGE115
Figure 757651DEST_PATH_IMAGE116
Figure 510843DEST_PATH_IMAGE117
分别为第
Figure 516845DEST_PATH_IMAGE118
个时间长度的加速度曲线、第
Figure 748106DEST_PATH_IMAGE119
个时间长度的加速 度曲线和第
Figure 772432DEST_PATH_IMAGE120
个时间长度的加速度曲线,
Figure 430946DEST_PATH_IMAGE121
Figure 924244DEST_PATH_IMAGE115
Figure 755934DEST_PATH_IMAGE116
的互功率 谱密度函数,
Figure 526444DEST_PATH_IMAGE122
Figure 231226DEST_PATH_IMAGE116
Figure 821607DEST_PATH_IMAGE117
的互功率谱密度函数,
Figure 784884DEST_PATH_IMAGE123
Figure 144321DEST_PATH_IMAGE116
的自 功率谱密度函数,
Figure 784119DEST_PATH_IMAGE124
Figure 861796DEST_PATH_IMAGE117
的自功率谱密度函数,
Figure 628764DEST_PATH_IMAGE125
Figure 905025DEST_PATH_IMAGE126
Figure 341822DEST_PATH_IMAGE123
相除后的实部值,
Figure 782162DEST_PATH_IMAGE127
Figure 697028DEST_PATH_IMAGE128
Figure 155692DEST_PATH_IMAGE124
相除后的实部值,
Figure 763390DEST_PATH_IMAGE129
Figure 189561DEST_PATH_IMAGE130
Figure 704856DEST_PATH_IMAGE123
相 除后的虚部值,
Figure 158971DEST_PATH_IMAGE131
Figure 62205DEST_PATH_IMAGE128
Figure 601771DEST_PATH_IMAGE128
相除后的虚部值,
Figure 733806DEST_PATH_IMAGE132
Figure 42428DEST_PATH_IMAGE133
Figure 116563DEST_PATH_IMAGE134
Figure 674583DEST_PATH_IMAGE127
的皮尔逊相关系 数,
Figure 523DEST_PATH_IMAGE135
Figure 537552DEST_PATH_IMAGE136
Figure 657955DEST_PATH_IMAGE129
Figure 31167DEST_PATH_IMAGE137
的皮尔逊相 关系数;所述公式(25)中,
Figure 895218DEST_PATH_IMAGE138
为每个采样点的第v个时间长度的均匀系数,其中v的值在
Figure 788219DEST_PATH_IMAGE139
之间,n表示有n右侧个采样点;所述公式(26)中,
Figure 141840DEST_PATH_IMAGE140
为所有采样点的平均均 匀系数;所述公式(27)和所述公式(28)中,
Figure 877715DEST_PATH_IMAGE141
为所有采样点的均匀系数方差,
Figure 670090DEST_PATH_IMAGE142
为所有采 样点的有效均匀系数,
Figure 542231DEST_PATH_IMAGE143
Figure 378338DEST_PATH_IMAGE144
的二次方;
第四计算子单元,用于将所有采样点的有效安全系数和采样点对应的有效均匀系数进行乘积计算,得到每个采样点的安全系数。
8.根据权利要求7所述的抗滑桩的安全系数计算装置,其特征在于,所述装置包括:
第二判断子单元,用于将所述第一信息内的形状参数信息发送至桩底类型判断模型进行判断,确定所述抗滑桩的桩底类型,所述桩底类型判断模型为根据所述抗滑桩滑面至桩底的岩层结构判断所述抗滑桩的桩底类型的模型,所述抗滑桩的桩底类型包括自由端桩底类型、铰支端桩底类型和固定端桩底类型;
第五计算子单元,用于基于所述抗滑桩的桩底类型获取所述抗滑桩对应的滑坡推力决定参数计算公式;
第六计算子单元,用于将所述第一信息和所述第二信息按照所述抗滑桩对应的滑坡推力决定参数计算公式进行计算,得到所述抗滑桩内所有采样点的滑坡推力决定参数。
9.一种抗滑桩的安全系数计算设备,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4任一项所述抗滑桩的安全系数计算方法的步骤。
10.一种可读存储介质,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4任一项所述抗滑桩的安全系数计算方法的步骤。
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CN115935490A (zh) * 2023-02-23 2023-04-07 西南交通大学 基于点安全系数的抗滑阻力计算方法、装置、设备及介质
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