[发明专利]基于可靠度的既有桩类支挡结构服役状态定量化评估方法

权利要求书

1.一种基于可靠度的既有桩类支挡结构服役状态定量化评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立待评估的既有桩类支挡结构服役状态的功能函数；

S2：根据既有桩类支挡结构的长期、实时监测数据，统计分析获取桩身作用的统计特征；

获取桩身作用的统计特征包括：

A21：在待评估的既有桩类支挡结构前、后钻孔并埋设土压力监测设备，对桩后主动土压力、桩前被动土压力进行长期、实时监测；

A22：引入步骤A21中所述的长期、实时监测数据，统计分析获取桩身作用的统计特征；所述步骤A22包括：A221：确定评估使用的数据时间段T，计算组数n＝T/t+1，引入所述步骤A21中各土压力监测设备获得的桩身土压力在T时段内的n组监测数据；A222：根据T时段内，由桩前被动土压力监测数据建立数据库，T时段内n个监测时间点对应n组监测数据；由每组监测数据得到桩前岩土压应力分布图，获得桩前岩土最大压应力；根据T时段内，由桩后主动土压力监测数据建立数据库，T时段内n个监测时间点对应n组监测数据；对每组监测数据沿桩身方向累加求和，获得该组数据对应的桩后主动土压力；引入弹性地基梁模型，计算该组数据对应的桩身最大弯矩作用和最大剪力作用；A223：对所述步骤A222获得的T时段内n个桩前岩土最大压应力进行统计分析，获取桩前岩土作用的统计特征；对所述步骤A222获得的T时段内n组桩身最大弯矩作用和最大剪力作用进行统计分析，获取桩后岩土作用统计特征；

考虑桩身混凝土碳化、钢筋锈蚀相关的材料时变弱化因素，建立既有桩类支挡结构的时变抗力计算表达式，并计算时变抗力的统计特征；

计算时变抗力的统计特征包括：

B21：根据规范、设计资料，确定桩身抗力设计参数的统计特征，包括桩身混凝土、钢筋的材料强度参数统计特征、桩几何参数统计特征；所述桩身混凝土、钢筋的材料强度参数统计特征包括混凝土轴心抗压强度、混凝土抗拉强度、混凝土弹性模量、钢筋抗拉强度；所述桩几何参数统计特征包括桩截面宽度、桩截面高度；

B22：考虑桩身混凝土碳化、钢筋锈蚀相关的材料弱化因素，获取既有桩类支挡结构服役年限内的材料弱化强度统计特征；所述步骤B22包括：B221：将抗力相关参数分类为几何参数、材料参数，考虑材料参数时变影响后的统计特征，几何参数则采取设计参数的统计特征；B222：考虑桩身混凝土碳化时变影响，计算混凝土时变强度的统计特征；B223：通过计算钢筋锈蚀过程三个阶段时间节点，根据该桩服役时间判断锈蚀阶段，并以此判断是否考虑钢筋锈蚀产生的时变效应，计算钢筋时变强度的统计特征；

B23：根据功能函数的设计抗力计算公式，建立时变抗力计算表达式，并计算功能函数中时变抗力的统计特征；

S3：根据所述桩身作用的统计特征和所述时变抗力的统计特征，计算出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，得到对既有桩类支挡结构服役状态的定量化评估结果，并预测既有桩类支挡结构的剩余使用寿命。

2.根据权利要求1所述的基于可靠度的既有桩类支挡结构服役状态定量化评估方法，其特征在于，所述步骤S1中，既有桩类支挡结构服役状态的功能函数Z(t)为：

Z(t)＝g[R(t)，S(t)]＝R(t)-S(t)；

式中，R(t)为桩类支挡结构抗力随机过程，其随着结构长期服役后材料性能发生时变效应而随时间变化；S(t)为桩类支挡结构荷载效应随机过程，随着自然环境和边坡岩土状态而发生变化，t为时间。