[发明专利]基于挡墙侧移监测数据的基坑反分析方法

说明书

发明提供基于挡墙侧移监测数据的基坑反分析方法。该方法通过开挖初步阶段挡墙侧移监测值与挡墙侧移理论计算值进行比较，逐步反求校核土体参数，把上一开挖阶段求得的新土体参数用于下一步开挖的挡墙侧移预测，如此反复，其预测精度逐步提高，保证开挖到既定深度的挡墙侧移预测值和监测值误差很小。同时该方法将可靠度设计的概念融入到了挡墙侧移的预测中，考虑了土体变异性，更加符合工程实际。本发明计算简便，工程可操作性强，可供基坑有关设计施工人员使用，有效地预测基坑变形，动态调整支护结构设计。本发明可编写成简单的程序软件，适合推广使用。

技术领域

本发明涉及土木工程建设领域，特别涉及一种基坑反分析方法。

背景技术

随着城市建设发展，城市人口密度大，而可利用的土地资源越来越有限，从而地下空间的开发利用是具有非常广大的前景的。因此在城市建设中出现了越来越多的深基坑工程。城市中高层建筑深层地下车库、地铁车站、地下商场等深基坑工程呈现高密度、高难度趋势，周围施工环境越来越复杂，对勘察、设计、位移监测与信息处理都要求更高更苛刻。

在基坑工程的建设过程中，基坑的有关监测数据能否有效及时处理，直接影响到基坑后续开挖的支护结构设计的调整，从而关系到基坑工程能否安全施工。现有技术中，有关基坑监测数据进行土体参数反分析的方法多集中于数值分析方法，工程可操作性较弱，计算复杂。

因此亟须提供一种计算简便的基坑反分析方法，供基坑有关设计施工人员使用。

发明内容

本发明的目的是提供基于挡墙侧移监测数据的基坑反分析方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，基于挡墙侧移监测数据的基坑反分析方法，包括以下步骤：

1)在基坑挡墙外侧土体的多个部位进行勘察取样。对样本的土体参数进行统计分析。所述土体参数包括标准化土体剪切强度和标准化土体刚度比得到样本的标准化土体剪切强度比均值标准化土体剪切强度比变异系数COV₁、样本的标准化土体刚度比均值和标准化土体刚度比变异系数COV₂。其中，C_u为土体不排水剪切强度，σ′_v为土体竖向有效应力，E₅₀为土体割线刚度。

2)采用样本的标准化土体剪切强度比均值作为总体标准化土体剪切强度比均值的初始矩估计。采用样本的标准化土体刚度比均值作为总体标准化土体刚度比均值μ_x2的初始矩估计。得到标准化土体剪切强度比标准差和标准化土体刚度比的标准差

3)对样本土体参数的数据统计值进行正态性检验。当土体参数服从正态分布时，得到标准化土体剪切强度比标准化土体刚度比当土体参数服从对数正态分布时，得到标准化土体剪切强度比x₁＝exp(λ₁+ζ₁x′₁)，标准化土体刚度比x₂＝exp(λ₂+ζ₂x′₂)。其中，x′为当量正态化函数自变量，

4)得到基坑挡墙侧移理论模型如式(1)所示。

式中，B为基坑开挖宽度，m。T为软土层厚度，m。γ为土体容重，kN/m。h_i为第i步基坑开挖深度，m。为自然对数形式的系统刚度。EI为挡墙刚度。γ_w为水的重度kN/m。μ_w为水位校正因子，取0.8。

5)得到第i步开挖基坑挡墙侧移理论计算值和监测值的误差函数为其中，为第i步开挖基坑挡墙侧移监测值。令目标函数