[发明专利]一种地震波作用下基坑稳定性安全系数的计算方法

权利要求书

1.一种地震波作用下基坑工程稳定性安全系数的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）建立开挖有限元模型：

在工程勘察阶段，通过直接剪切试验获取土体的M-C模型参数，根据基坑开挖施工方案和土体的参数，引入无限单元模拟半无限域的影响，建立开挖有限元模型；

（2）模拟土体开挖过程：

对模型的地应力进行平衡，采用场变量控制法和单元生死控制法对土体开挖过程进行模拟；

(3)地震波的基线校正及其加速度有效峰值的调整：

将地震波输入Seismosignal软件进行基线校正，然后对加速度有效峰值进行调整，即加速度有效峰值等于最大水平地震影响系数乘以重力加速度再除以2.25;

（4）地震波的输入：

将地震波作为边界条件输入到模型顶部除待开挖土体及无限单元外的节点上，并进行隐式动态分析;

（5）获得基坑的稳定性安全系数：

通过改变场变量的数值，对土体的粘聚力和内摩擦角数值进行折减，直到基坑失稳，最终基坑失稳时场变量的值即为基坑的稳定性安全系数。

2.根据权利要求1所述的一种地震波作用下基坑稳定性安全系数的计算方法，其特征在于，步骤（4）中的地震波的输入包括以下步骤：

（a）地震波采用El Centro 波，利用产生的地震波加速度曲线进行输入，正确选择输入的地震加速度时程曲线，满足地震动三要素的要求，即频谱特性、有效峰值和持续时间；

（b）对地震波的加速度有效峰值进行调整，使所选的加速度峰值与实际情况一致；

（c）将加速度曲线作为边界条件输入到模型顶部除待开挖土体及无限单元外的节点上；

（d）进行隐式动态分析，分析时长为地震时长，采用自动步长分析法。

3.根据权利要求1所述的一种地震波作用下基坑稳定性安全系数的计算方法，其特征在于，将步骤（1）中的所述基坑简化为平面模型：

土体块在长度方向上取5倍的基坑开挖长度，其中无限元长度为0.5倍的基坑开挖长度；

土体块在高度方向上取12倍的基坑开挖深度，其中无限元长度取2倍的基坑开挖深度。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种地震波作用下基坑稳定性安全系数的计算方法，其特征在于，所述有限元模型包括CPE4P单元、CPE4单元和CINPE4单元，其中所述CPE4P单元模拟土体，所述CPE4单元模拟围护桩，所述CINPE4单元模拟基坑四周半无限域。