CN116227305B - 饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法及组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法及组件，该方法包括：获取土体不排水剪切强度；确定折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置；转动点位置在挡墙范围内时，基于反压土分析模型，采用滑动楔形分析法根据折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置确定挡墙两侧的简化土压力分布；根据土体不排水剪切强度和折减后的土体不排水剪切强度确定嵌固稳定安全系数，该方法不需人为指定滑裂面方向，而是通过滑动楔形分析得到最可能的滑裂面，更符合反压土支护下被动区的实际情况，所得安全系数准确度较高。

Description

饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法及组件
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法及组件。
背景技术
随着城市建设和社会经济的发展，超深、超大基坑不断涌现，因而对基坑的安全性提出了挑战。对于浅基坑，放坡开挖即可。但是对于深基坑，则需要采用一定的支护，否则会出现基坑变形过大甚至失稳破坏。反压土支护是一种经济、施工简便的支护方式，在深基坑工程中得到了越来越多的应用，尤其是对于商场、车站等基坑宽度较大的场景。现有技术中存在主观选取反压土支护下被动滑裂面的问题，从而导致所得安全系数不准确。
发明内容
本发明提供一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法及组件，用以解决现有技术中主观选取反压土支护下被动区滑裂面的缺陷，通过滑动楔形分析得到最可能的滑裂面，不需人为指定滑裂面方向，更符合反压土支护下被动区的实际情况，所得安全系数准确度较高。
本发明提供一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，包括：获取土体不排水剪切强度；确定折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置；所述转动点位置在挡墙范围内时，基于反压土分析模型，采用滑动楔形分析法根据所述折减后的土体不排水剪切强度和所述转动点位置确定挡墙两侧的简化土压力分布；根据所述土体不排水剪切强度和所述折减后的土体不排水剪切强度确定嵌固稳定安全系数。
根据本发明提供的一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，还包括：所述转动点位置在挡墙范围外时，将所述转动点位置设为挡墙底部端点位置，基于反压土分析模型，采用滑动楔形分析法根据所述折减后的土体不排水剪切强度确定挡墙两侧的简化土压力分布。
根据本发明提供的一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，所述确定折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置，包括：基于强度折减法求解挡墙的水平力和力矩平衡，得到所述折减后的土体不排水剪切强度和所述转动点位置。
根据本发明提供的一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，所述反压土分析模型包括干拉裂缝区、外侧主动区、外侧被动区、内侧反压土区、内侧被动区和内侧主动区。
根据本发明提供的一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，
利用第一预设公式计算所述干拉裂缝区的深度，所述第一预设公式为：
Figure SMS_1
；
利用第二预设公式计算所述外侧主动区的土压力，所述第二预设公式为：
Figure SMS_2
；
利用第三预设公式计算所述外侧被动区的土压力，所述第三预设公式为：
Figure SMS_3
；
其中，
Figure SMS_4
为所述折减后的土体不排水剪切强度，η为土墙之间界面剪切强度与土体剪切强度的比值，/>
Figure SMS_5
为土体重度，/>
Figure SMS_6
为所分析节点与挡墙顶部的距离，/>
Figure SMS_7
为所述干拉裂缝深度；/>
Figure SMS_8
为主动土压力；/>
Figure SMS_9
为被动土压力。
根据本发明提供的一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，
利用第四预设公式计算所述内侧反压土区的土压力，所述第四预设公式为：
Figure SMS_10
；
利用第五预设公式和第六预设公式计算所述内侧被动区的土压力，所述第五预设公式和所述第六预设公式为：
当l小于dt时，
Figure SMS_11
；
当l大于dt时，
Figure SMS_12
；
利用第七预设公式计算所述内侧主动区的土压力，所述第七预设公式为：
Figure SMS_13
；
其中，
Figure SMS_14
为反压土高度，/>
Figure SMS_15
为基坑开挖深度，/>
Figure SMS_16
为反压土坡角，/>
Figure SMS_17
为临界深度。
根据本发明提供的一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，所述根据所述土体不排水剪切强度和所述折减后的土体不排水剪切强度确定嵌固稳定安全系数，包括：根据所述土体不排水剪切强度和所述折减后的土体不排水剪切强度，利用第八预设公式计算所述嵌固稳定安全系数，所述第八预设公式为：
Figure SMS_18
；其中，/>
Figure SMS_19
为所述嵌固稳定安全系数，/>
Figure SMS_20
为所述土体不排水剪切强度。
本发明还提供了一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算系统，包括：
获取模块，用于获取土体不排水剪切强度；
第一确定模块，用于确定折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置；
第二确定模块，用于所述转动点位置在挡墙范围内时，基于反压土分析模型，采用滑动楔形分析法根据所述折减后的土体不排水剪切强度和所述转动点位置确定挡墙两侧的简化土压力分布；
第三确定模块，用于根据所述土体不排水剪切强度和所述折减后的土体不排水剪切强度确定嵌固稳定安全系数。
本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法。
本发明还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其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饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法。
本发明提供的一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法及组件，该方法包括：获取土体不排水剪切强度；确定折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置；转动点位置在挡墙范围内时，基于反压土分析模型，采用滑动楔形分析法根据折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置确定挡墙两侧的简化土压力分布；根据土体不排水剪切强度和折减后的土体不排水剪切强度确定嵌固稳定安全系数，不需人为指定滑裂面方向，而是通过滑动楔形分析得到最可能的滑裂面，更符合反压土支护下被动区的实际情况，所得安全系数准确度较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是本发明提供的一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法的流程示意图；
图2是本发明提供的挡墙两侧简化土压力分布示意图；
图3是本发明提供的反压土分析模型示意图；
图4是本发明提供的外侧主动区滑动楔形受力分析示意图；
图5是本发明提供的内侧反压土区滑动楔形受力分析示意图；
图6是本发明提供的内侧被动区滑动楔形受力分析示意图；
图7是本发明提供的算例示意图；
图8是本发明提供的挡墙两侧水平应力分布-有限元与简化方法的对比示意图；
图9是本发明提供的一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算系统的结构示意图；
图10是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。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。
下面结合图1-图10描述本发明的一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法及组件。
随着社会经济的发展，超深、超大基坑不断涌现，因而对基坑的安全性提出了挑战。对于浅基坑，放坡开挖即可。但是对于深基坑，则需要采用一定的支护，否则会出现基坑变形过大甚至失稳破坏。反压土支护是一种经济、施工简便的支护方式，在深基坑工程中得到了越来越多的应用，尤其是对于商场、车站等基坑宽度较大的场景。
但是现有规范并未给出反压土支护的设计方法，设计者往往凭借经验进行设计。一些学者对其进行了研究，研究方法大体可分为两类：
（1）通过假想破坏面来得到反压土及下方土体提供的土压力分布，继而根据土压力求解安全系数。假想破坏面包括水平破坏面、朗肯被动土压力破坏面等。
（2）将反压土及下方土体等效为弹簧，其刚度在弹性地基梁m法的基础上进行折减，继而求解挡墙变形、内力等。刚度折减方法包括基于开挖影响范围、朗肯被动区范围等。
但是现有的计算方法存在以下不足：
（1）假定反压土的破坏面为水平或朗肯被动破坏面，缺乏依据；
（2）未考虑挡墙与土体之间的切向力。
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供饱和黏土下反压土支护悬臂挡墙的稳定性的计算方法。该方法解决了现有技术主观选取反压土支护下被动区滑裂面以及未考虑挡墙与土体之间切向力的问题，通过强度折减法与滑动楔形分析从理论上得到最可能的滑裂面，继而得到工作状态下挡墙两侧土压力分布与嵌固稳定安全系数，解决了传统极限平衡分析方法无法求解工作状态下土压力分布的问题。
请参考图1，图1为本发明提供的一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法的流程示意图。
请参考图2，图2为本发明提供的挡墙两侧简化土压力分布示意图。
本发明提供一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，包括：
101：获取土体不排水剪切强度；
102：确定折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置；
103：转动点位置在挡墙范围内时，基于反压土分析模型，采用滑动楔形分析法根据折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置确定挡墙两侧的简化土压力分布；
104：根据土体不排水剪切强度和折减后的土体不排水剪切强度确定嵌固稳定安全系数。
为了分析工作状态下挡墙两侧土压力分布，可以基于强度折减法的思想，假定沿挡墙全高土体不排水剪切强度均与挡墙中部相同，对土体不排水剪切强度c u作折减，使得挡墙两侧每一点土体都处于极限状态，记折减后的土体不排水强度为c u mob，对悬臂式挡墙分析，假定沿挡墙全高c u mob均与挡墙中部（L/2）处相同，这一假定可以大大减少计算量而结果精度足够。然后基于反压土分析模型，采用滑动楔形分析方法研究挡墙两侧土压力分布，再基于挡墙受到的土压力平衡解出c u mob及转动点位置，从而求解安全系数。
此外，将反压土尺寸、开挖深度、挡墙长度等参数带入挡墙两侧简化土压力分布。带入上述参数后可得到包含土体实际发挥的不排水剪切强度及转动点位置r两个未知数的土压力表达式，本发明在此不作特别的限定。
可以通过判断转动点位置r是否小于0，以检验转动点位置是否在挡墙范围内，如果，则转动点位置在挡墙范围内，可继续计算；如果，则转动点位置在挡墙范围外，需要重新考虑，本发明在此不作特别的限定。
转动点位置在挡墙范围内时，将计算得到的折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置代入到所述包含未知参数的挡墙两侧的简化土压力分布中，得到挡墙两侧的简化土压力分布。
本发明解决了现有方法人为假定滑裂面方向导致所得土压力不准确的问题，以及现有方法无法考虑土墙界面切向力的问题。通过滑动楔形分析，能够考虑反压土与传统半无限地层的差别，结果表明反压土下方被动区滑裂面与竖直方向的夹角相较朗肯被动土压力破坏面更大。本发明所提方法精度良好，符合反压土支护悬臂挡墙的实际情况。
本发明采用强度折减法结合滑动楔形分析，能同时计算嵌固稳定安全系数以及工作状态下挡墙两侧土压力分布，避免了现有极限平衡分析方法只能计算安全系数的问题，也避免了弹性地基梁方法无法计算安全系数的问题。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，还包括：转动点位置在挡墙范围外时，将转动点位置设为挡墙底部端点位置，基于反压土分析模型，采用滑动楔形分析法根据折减后的土体不排水剪切强度确定挡墙两侧的简化土压力分布。
考虑到转动点位置在挡墙范围外的情况，本实施例在转动点位置超出挡墙范围时，可以将转动点位置设为挡墙底部，例如取r=0，此时由于只有一个未知数，仅求解挡墙力矩平衡即可，根据折减后的土体不排水剪切强度确定挡墙两侧的简化土压力分布。
本发明将挡墙转动点位置设为待求量，从而能够同时求解挡墙两侧水平力与力矩平衡。相比人为设置转动点为挡墙底部的方法，本方法更符合力学原理。
作为一种优选的实施例，确定折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置，包括：基于强度折减法求解挡墙的水平力和力矩平衡，得到折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置。
请参考图3，图3为本发明提供的反压土分析模型示意图。
作为一种优选的实施例，反压土分析模型包括干拉裂缝区、外侧主动区、外侧被动区、内侧反压土区、内侧被动区和内侧主动区。
作为一种优选的实施例，
利用第一预设公式计算干拉裂缝区的深度，第一预设公式为：
Figure SMS_21
；
利用第二预设公式计算外侧主动区的土压力，第二预设公式为：
Figure SMS_22
；
利用第三预设公式计算外侧被动区的土压力，第三预设公式为：
Figure SMS_23
；
其中，
Figure SMS_24
为折减后的土体不排水剪切强度，η为土墙之间界面剪切强度与土体剪切强度的比值，/>
Figure SMS_25
为土体重度，/>
Figure SMS_26
为所分析节点与挡墙顶部的距离，/>
Figure SMS_27
为干拉裂缝深度；/>
Figure SMS_28
为主动土压力；/>
Figure SMS_29
为被动土压力。
作为一种优选的实施例，
利用第四预设公式计算内侧反压土区的土压力，第四预设公式为：
Figure SMS_30
；
利用第五预设公式和第六预设公式计算内侧被动区的土压力，第五预设公式和所述第六预设公式为：
当l小于dt时，
Figure SMS_31
；
当l大于dt时，
Figure SMS_32
；
利用第七预设公式计算内侧主动区的土压力，第七预设公式为：
Figure SMS_33
；
其中，
Figure SMS_34
为反压土高度，/>
Figure SMS_35
为基坑开挖深度，/>
Figure SMS_36
为反压土坡角，/>
Figure SMS_37
为临界深度。
作为一种优选的实施例，根据土体不排水剪切强度和折减后的土体不排水剪切强度确定嵌固稳定安全系数，包括：根据土体不排水剪切强度和折减后的土体不排水剪切强度，利用第八预设公式计算嵌固稳定安全系数，第八预设公式为：
Figure SMS_38
（1）
其中，F S为嵌固稳定安全系数，c u为土体不排水剪切强度。
挡墙前后土压力应满足对于挡墙的水平力、力矩平衡，从而可解得
Figure SMS_39
及r两个未知数。
请参考图4，图4为本发明提供的外侧主动区滑动楔形受力分析示意图。
基于反压土分析模型，对挡墙外侧主动区进行滑动楔形分析，根据楔形体的受力平衡可得
Figure SMS_40
（2）
其中，F为滑动土楔与挡墙之间水平作用力；W为滑动土楔所受重力；R R 为土楔滑裂面上的剪力；N为滑裂面上的压力；R W 为土墙之间剪力，
Figure SMS_41
为土体重度；/>
Figure SMS_42
为滑裂面与竖直方向的夹角；η为土墙之间界面剪切强度与土体剪切强度的比值；l为所分析节点与挡墙顶部的距离。
将
Figure SMS_43
的表达式代入式（2）可得
Figure SMS_44
（3）
此时求
Figure SMS_45
为何值时F最大，根据式（3）可得/>
Figure SMS_46
时F最大，相应的主动土压力
Figure SMS_47
（4）
同理，对于外侧被动区而言仅滑裂面上的剪力R R 方向相反，因此外侧被动区土压力为
Figure SMS_48
（5）
考虑到土压力不能为负，根据式（4）可得干拉裂缝的深度
Figure SMS_49
（6）
请参考图5，图5为本发明提供的内侧反压土区滑动楔形受力分析示意图。
对内侧反压土区进行滑动楔形分析，对问题适当简化，仅求解反压土总抗力，再对其分布进行假定。
由楔形体受力平衡可得：
Figure SMS_50
（7）
其中
将
Figure SMS_51
的表达式代入式（7）可得
Figure SMS_52
（8）
由式（8）可得当
Figure SMS_53
，反压土提供的总抗力最小，为
Figure SMS_54
（9）
假设反压土提供的土压力分布形式为：
Figure SMS_55
（10）
其合力如式（9），反压土底部的土压力考虑与下方内侧被动区土体连续，由后续分析给出。假设分布中的两个未知数a、n可由式（9）、反压土底部土压力连续这两个方程解出。
最终得到反压土支护段土压力分布
Figure SMS_56
（11）
请参考图6，图6为本发明提供的内侧被动区滑动楔形受力分析示意图。
对反压土下方被动区进行滑动楔形分析，由楔形体受力平衡可得：
Figure SMS_57
（12）
对式（12）进行分析，同时考虑到
Figure SMS_58
的取值范围/>
Figure SMS_59
，可知存在临界深度dt，当l小于dt时，滑裂面经过反压土右端点，即/>
Figure SMS_60
，此时土压力分布
Figure SMS_61
（13）
当l大于dt时，滑裂面通过基坑底面，滑裂面方向
Figure SMS_62
，此时土压力分布
Figure SMS_63
（14）
该应力分布较为复杂，不利于工程计算。利用式（14）计算
Figure SMS_64
、/>
Figure SMS_65
，连线得到简化应力分布。该简化分布保持两端土压力不变，合力略大于理论分布，对结果的影响很小。临界深度dt的计算公式为
Figure SMS_66
（15）
考虑到反压土下方主动区域很小且距离反压土较远，反压土的影响较小，可近似用不考虑反压土的情况替代，即
Figure SMS_67
（16）
其中，L为挡墙长度，r为转动点位置到挡墙底部的距离，F为滑动土楔与挡墙之间水平作用力，W为滑动土楔所受重力，RR为土楔滑裂面上的剪力，N为滑裂面上的压力，Rw为土墙之间剪力，
Figure SMS_68
为土体重度，/>
Figure SMS_69
为滑裂面与竖直方向的夹角，/>
Figure SMS_70
为所分析节点与挡墙顶部的距离，/>
Figure SMS_71
为主动土压力，/>
Figure SMS_72
为被动土压力，Fberm为反压土提供的总水平抗力，c0为不排水剪切强度在土层顶面的值，cinc为不排水剪切强度随深度的增加率。
由此，挡墙两侧简化土压力分布推导完毕。
请参考图7，图7为本发明提供的算例示意图。
请参考图8，图8为本发明提供的挡墙两侧水平应力分布-有限元与简化方法的对比示意图。
对本发明的挡墙两侧土压力分布及嵌固稳定安全系数计算方法，下面以一个具体的算例进行说明。本算例给出了一具体饱和黏性土场地的反压土支护悬臂挡墙的计算实例，其中场地土体参数、基坑参数如表1和表2所示。
其中场地土体不排水剪切强度c u =c 0+c inc z ，z表示从地表往下的深度。
表1 场地土体参数
Figure SMS_73
表2 基坑基本参数
Figure SMS_74
步骤S1，将反压土尺寸、开挖深度、挡墙长度等参数带入挡墙两侧简化土压力分布，得到包含
Figure SMS_75
及r两个未知数的土压力表达式。
步骤S2，求解挡墙水平力、力矩平衡得到土体实际发挥的不排水剪切强度
Figure SMS_76
，转动点位置/>
Figure SMS_77
。
步骤S3，转动点位置
Figure SMS_78
，转动点位置在挡墙范围外。
步骤S4，取
Figure SMS_79
，以挡墙底部为转动点，求解挡墙力矩平衡得/>
Figure SMS_80
。
步骤S5，根据
Figure SMS_81
及/>
Figure SMS_82
计算挡墙两侧土压力分布，由式（13）、（14）可得P1=85.7kPa、P2=158.8kPa、P3=259.7kPa。根据式（4）可得基坑外侧底部土压力为273.2kPa，根据式（6）可得干拉裂缝深度z0=4.39m，根据式（11）可得反压土支护段土压力分布
Figure SMS_83
，从而挡墙两侧土压力分布计算完毕。
步骤S6，根据挡墙中部土体不排水剪切强度
Figure SMS_84
及/>
Figure SMS_85
计算嵌固稳定安全系数
Figure SMS_86
。由场地土体参数可知，挡墙中部土体不排水剪切强度
Figure SMS_87
，再根据式（1）可得安全系数
Figure SMS_88
。通过有限元软件PLAXIS 2D对本算例进行计算，其安全系数为1.51，本方法能较准确地预测安全系数以及挡墙两侧土压力分布。
本发明所提的一套饱和黏土下反压土支护悬臂挡墙的稳定性的计算方法，与其他技术方案相比，不人为指定滑裂面方向，而是通过滑动楔形分析得到最可能的滑裂面，更符合反压土支护下被动区的实际情况。结果表明反压土下方被动区滑裂面与竖直方向的夹角相较朗肯被动土压力破坏面更大，但是随着深度的增加，反压土的影响减小，反压土下方被动区滑裂面逐渐接近于无反压土的情况。另外，本方法也可应用于反压土支护单支撑挡墙的情况，只需将转动点设为支撑点，再对支撑点求解力矩平衡即可。
本发明提出反压土支护下考虑土墙界面切向力的方法，在滑动楔形分析中加入土墙剪力，土墙界面剪切强度由土体强度进行折减得到。对墙后土体进行滑动楔形分析的结果表明考虑了切向力以后滑裂面方向与竖直方向的夹角要大于不考虑的情况。
本发明结合强度折减法与滑动楔形分析，能同时计算嵌固稳定安全系数以及工作状态下挡墙两侧土压力分布，而常规的极限平衡分析方法仅能计算极限状态下挡墙两侧土压力分布。
本发明通过滑动楔形分析表明，反压土下方被动区存在临界深度，临界深度以上反压土的影响较大，滑裂面通过反压土右端点，临界深度以下反压土的影响减小，滑裂面通过基坑底面。
本发明将挡墙转动点位置设为待求量，从而能够同时求解挡墙两侧水平力与力矩平衡。相比人为设置转动点为挡墙底部的方法，本方法更符合力学原理。
本发明提出了反压土支护悬臂挡墙的嵌固稳定安全系数计算全流程。所提方法物理概念清晰，计算流程简单明确，与数值算例吻合良好，有助于工程设计人员对反压土支护设计方案进行初步检验，提高设计效率，节省支护费用。
请参考图9，图9为本发明提供的一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算系统的结构示意图。
本发明还提供一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算系统，包括：获取模块1，用于获取土体不排水剪切强度；第一确定模块2，用于确定折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置；第二确定模块3，用于转动点位置在挡墙范围内时，基于反压土分析模型，采用滑动楔形分析法根据折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置确定挡墙两侧的简化土压力分布；第三确定模块4，用于根据土体不排水剪切强度和折减后的土体不排水剪切强度确定嵌固稳定安全系数。
对于本发明提供的一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算系统的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述。
图10示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图10所示，该电子设备可以包括：处理器（processor）1001、通信接口（Communications Interface）1002、存储器（memory）1003和通信总线1004，其中，处理器1001，通信接口1002，存储器1003通过通信总线1004完成相互间的通信。处理器1001可以调用存储器1003中的逻辑指令，以执行饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，该方法包括：获取土体不排水剪切强度；确定折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置；转动点位置在挡墙范围内时，基于反压土分析模型，采用滑动楔形分析法根据折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置确定挡墙两侧的简化土压力分布；根据土体不排水剪切强度和折减后的土体不排水剪切强度确定嵌固稳定安全系数。
此外，上述的存储器1003中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，该方法包括：获取土体不排水剪切强度；确定折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置；转动点位置在挡墙范围内时，基于反压土分析模型，采用滑动楔形分析法根据折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置确定挡墙两侧的简化土压力分布；根据土体不排水剪切强度和折减后的土体不排水剪切强度确定嵌固稳定安全系数。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，该方法包括：获取土体不排水剪切强度；确定折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置；转动点位置在挡墙范围内时，基于反压土分析模型，采用滑动楔形分析法根据折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置确定挡墙两侧的简化土压力分布；根据土体不排水剪切强度和折减后的土体不排水剪切强度确定嵌固稳定安全系数。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，其特征在于，包括：
获取土体不排水剪切强度；确定折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置；
所述转动点位置在挡墙范围内时，基于反压土分析模型，采用滑动楔形分析法根据所述折减后的土体不排水剪切强度和所述转动点位置确定挡墙两侧的简化土压力分布；根据所述土体不排水剪切强度和所述折减后的土体不排水剪切强度确定嵌固稳定安全系数；
所述反压土分析模型包括干拉裂缝区、外侧主动区、外侧被动区、内侧反压土区、内侧被动区和内侧主动区；
根据所述土体不排水剪切强度和所述折减后的土体不排水剪切强度，利用第八预设公式计算所述嵌固稳定安全系数，所述第八预设公式为：
Figure QLYQS_1
；
其中，
Figure QLYQS_2
为所述嵌固稳定安全系数，/>
Figure QLYQS_3
为所述土体不排水剪切强度，/>
Figure QLYQS_4
为所述折减后的土体不排水剪切强度。
2.根据权利要求1所述的饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，其特征在于，还包括：
所述转动点位置在挡墙范围外时，将所述转动点位置设为挡墙底部端点位置，基于反压土分析模型，采用滑动楔形分析法根据所述折减后的土体不排水剪切强度确定挡墙两侧的简化土压力分布。
3.根据权利要求1所述的饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，其特征在于，所述确定折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置，包括：
基于强度折减法求解挡墙的水平力和力矩平衡，得到所述折减后的土体不排水剪切强度和所述转动点位置。
4.根据权利要求1所述的饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，其特征在于，
利用第一预设公式计算所述干拉裂缝区的深度，所述第一预设公式为：
Figure QLYQS_5
；
利用第二预设公式计算所述外侧主动区的土压力，所述第二预设公式为：
Figure QLYQS_6
；
利用第三预设公式计算所述外侧被动区的土压力，所述第三预设公式为：
Figure QLYQS_7
；
其中，η为土墙之间界面剪切强度与土体剪切强度的比值，
Figure QLYQS_8
为土体重度，/>
Figure QLYQS_9
为所分析节点与挡墙顶部的距离，/>
Figure QLYQS_10
为所述干拉裂缝深度；/>
Figure QLYQS_11
为主动土压力；/>
Figure QLYQS_12
为被动土压力。
5.根据权利要求4所述的饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法，其特征在于，
利用第四预设公式计算所述内侧反压土区的土压力，所述第四预设公式为：
Figure QLYQS_13
；
利用第五预设公式和第六预设公式计算所述内侧被动区的土压力，所述第五预设公式和所述第六预设公式为：
当l小于dt时，
Figure QLYQS_14
；
当l大于dt时，
；
利用第七预设公式计算所述内侧主动区的土压力，所述第七预设公式为：
Figure QLYQS_16
；
其中，
Figure QLYQS_17
为反压土高度，/>
Figure QLYQS_18
为基坑开挖深度，/>
Figure QLYQS_19
为反压土坡角，/>
Figure QLYQS_20
为临界深度。
6.一种饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取土体不排水剪切强度；
第一确定模块，用于确定折减后的土体不排水剪切强度和转动点位置；
第二确定模块，用于所述转动点位置在挡墙范围内时，基于反压土分析模型，采用滑动楔形分析法根据所述折减后的土体不排水剪切强度和所述转动点位置确定挡墙两侧的简化土压力分布；
第三确定模块，用于根据所述土体不排水剪切强度和所述折减后的土体不排水剪切强度确定嵌固稳定安全系数；
所述反压土分析模型包括干拉裂缝区、外侧主动区、外侧被动区、内侧反压土区、内侧被动区和内侧主动区；
根据所述土体不排水剪切强度和所述折减后的土体不排水剪切强度，利用第八预设公式计算所述嵌固稳定安全系数，所述第八预设公式为：
Figure QLYQS_21
；
其中，
Figure QLYQS_22
为所述嵌固稳定安全系数，/>
Figure QLYQS_23
为所述土体不排水剪切强度，/>
Figure QLYQS_24
为所述折减后的土体不排水剪切强度。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法。
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述饱和黏土基坑反压土支护稳定性的计算方法。
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