[发明专利]一种基坑土体土压力确定方法及系统

权利要求书

1.一种基坑土体土压力确定方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1：在勘察区域内采集钻孔勘探数据；

步骤S2：根据所述钻孔勘探数据构建钻孔点的三维散点模型；具体包括：

步骤S21：将所述钻孔勘探数据输入理正岩土软件，生成各钻孔点的钻孔柱状图；

步骤S22：从各钻孔点的钻孔柱状图中提取基坑土体的状态参数；所述状态参数包括基坑土体的种类、每种基坑土体的层厚和每种基坑土体的空间位置信息；

步骤S23：将基坑土体切分为非界面基坑土体和土层界面基坑土体两类；

步骤S24：对所述非界面基坑土体和所述土层界面基坑土体分别进行土工试验，获得第一物理力学参数和第二物理力学参数；

步骤S25：根据所述状态参数、所述第一物理力学参数和第二物理力学参数建立钻孔点的三维散点模型；

步骤S3：利用拓扑学中的Urysohn引理，对所述三维散点模型进行非线性插值处理，获得勘察区域的基坑土体几何物理模型；具体包括：

步骤S31：将所述三维散点模型通过拓扑学中的Urysohn引理预测插值函数；

步骤S32：将已知各钻孔点的所述状态参数、所述第一物理力学参数和第二物理力学参数代入所述插值函数进行迭代计算，获得各钻孔点之间未知区域的基坑土体参数；

步骤S33：基于各钻孔点之间未知区域的基坑土体参数构建勘察区域的基坑土体几何物理模型；

步骤S4：利用所述基坑土体几何物理模型计算各计算单元在非极限状态下的土压力；

步骤S5：基于各计算单元在非极限状态下的土压力绘制基坑土体几何物理模型的三维土压力云图；

步骤S6：对所述三维土压力云图进行切片处理，输出基坑土体几何物理模型任意二维平面上的土压力云图；

步骤S7：根据任意二维平面上的土压力云图确定基坑土体土压力。

2.根据权利要求1所述的基坑土体土压力确定方法，其特征在于，所述根据所述状态参数、所述第一物理力学参数和第二物理力学参数建立钻孔点的三维散点模型，具体包括：

步骤S251：将所述状态参数、所述第一物理力学参数和第二物理力学参数输入EXCEL表格；

步骤S252：将带有参数的EXCEL表格导入MATLAB软件，建立钻孔点的三维散点模型。

3.根据权利要求1所述的基坑土体土压力确定方法，其特征在于，所述利用所述基坑土体几何物理模型计算各计算单元在非极限状态下的土压力，具体包括：

步骤S41：将所述基坑土体几何物理模型离散化，获得插值节点点阵；

步骤S42：将所述插值节点点阵通过MATLAB中的有限元网格生成函数生成有限元矩阵；

步骤S43：利用MATLAB软件在基坑土体几何物理模型中生成多个节点；利用多个节点将有限元矩阵划分成多个计算单元；

步骤S44：利用MATLAB软件计算各计算单元在非极限状态下的土压力。

4.根据权利要求3所述的基坑土体土压力确定方法，其特征在于，所述利用MATLAB软件计算各计算单元在非极限状态下的土压力，具体包括：

步骤S441：利用MATLAB软件，将地面超载、基坑位移输入第i个计算单元；

步骤S442：根据薄层单元法，计算第i个计算单元在非极限状态下的土压力；

步骤S443：判断i是否大于或等于计算单元总个数；如果i大于或等于计算单元总个数，则输出各计算单元在非极限状态下的土压力；如果i小于计算单元总个数，则令i=i+1,返回“步骤S441”。