[发明专利]基于可靠度的新建桩类支挡结构监测评估方法

说明书

本发明公开了一种基于可靠度的新建桩类支挡结构监测评估方法，包括以下步骤：S1：建立待评估的新建桩类支挡结构的功能函数；S2：引入实时监测数据，统计分析桩身内力作用、桩前岩土横向作用的统计特征；确定桩身抗力设计参数的统计特征，并计算桩身弯矩、剪力抗力以及锚固段桩前岩土性质及横向承载抗力的统计特征；S3：根据所述步骤S2计算得到的抗力统计特征和作用统计特征，计算所述功能函数的失效概率和可靠指标；S4：根据所述功能函数的失效概率和可靠指标，确定支挡结构的风险等级；S5：重复所述步骤S2～S4，实时评估新建桩类支挡结构的风险状态。

技术领域

本发明涉及一种定量化评估方法，特别是一种基于可靠度的新建桩类支挡结构监测评估方法。

背景技术

与平原地区相比，山区强烈的地质起伏及其导致的斜坡重力作用类型灾害发育，是人们最熟悉的两个基本特征。山区还具有高烈度地震和地质断裂、地震次生山地灾害等特点，往往构成铁路工程勘察设计及运营维护的难点问题。建设者将面临强烈的板块活动、显著的地势高差、和频发的地质灾害这三大地域性特征。针对山区铁路，路基工程多采用支挡结构来适应地势高差，抵抗地震或崩塌滑坡的破坏作用，保护线路的安全性。但是，上述三大地域性特征的高风险性，极大的增加了铁路路基工程在建设及运营期受到各种潜在的不确定性因数的影响，即路基工程风险。如何有效识别潜在的风险并加以管理，已成为山区路基工程规划和设计工作的一项重要工作。因此，十分有必要针对重点支挡结构工程，建立一套山区支挡结构监测及定量化评估技术，保证铁路路基的安全建设和运营维护。

采用可靠度的评估方法可以对结构的风险进行定量化评估，在众多风险评估方法中具有较大优势，目前已广泛应用于结构工程中，但是在岩土工程领域中，由于岩土材料参数存在着很大的不确定性，使得可靠度评估技术在岩土工程的应用存在以下难点：一是工程现场与实验室的岩土的判别指标存在着不确定性；二是现有岩土工程计算理论和方法还没有统一的标准；三是岩土工程进行受力时，荷载的分布及大小很难确定。如上技术难点，导致目前岩土工程计算所获取的可靠指标仍为名义上的可靠指标，与真实可靠指标仍然有差别。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种基于可靠度的新建桩类支挡结构监测评估方法，提高岩土工程可靠指标计算结果的准确性，并对新建重大工程中的桩类支挡结构的全生命周期进行实时监测及定量化评估。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于可靠度的新建桩类支挡结构监测评估方法，包括以下步骤：

S1：建立待评估的新建桩类支挡结构的功能函数；

S2：引入实时监测数据，统计分析桩身内力作用、桩前岩土横向作用的统计特征；确定桩身抗力设计参数的统计特征，并计算桩身弯矩、剪力抗力以及锚固段桩前岩土性质及横向承载抗力的统计特征；

S3：根据所述步骤S2计算得到的抗力统计特征和作用统计特征，计算所述功能函数的失效概率和可靠指标；

S4：根据所述功能函数的失效概率和可靠指标，确定支挡结构的风险等级；

S5：重复所述步骤S2～S4，实时评估新建桩类支挡结构的风险状态。

作为本发明的优选方案，所述步骤S1中，新建桩类支挡结构的功能函数为：

Z＝g[R(·),S(·)]＝R-S；

式中，R为功能函数的抗力效应；S为功能函数的作用效应。

作为本发明的优选方案，所述步骤S2，包括以下步骤：

A21：根据支挡结构的功能布设监测评估方案，并在施工时统一安装及调试内力监测系统和土压力监测系统；

A22：引入实时监测数据，计算桩身的结构内力，并统计分析桩身内力作用的统计特征；