[发明专利]一种基坑土体土压力确定方法及系统

说明书

本发明公开一种基坑土体土压力确定方法及系统，方法包括：根据所述钻孔勘探数据构建钻孔点的三维散点模型；利用拓扑学中的Urysohn引理，对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；利用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；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；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；根据任意二维平面上的土压力云图确定基坑土体土压力。本发明利用拓扑学中的Urysohn引理，对所述三维散点模型进行非线性插值处理，提高确定勘察区域的基坑土体几何物理模型和基坑土体土压力的准确性。

技术领域

本发明涉及土建工程技术领域，特别是涉及一种基坑土体土压力确定方法及系统。

背景技术

传统计算基坑土体土压力时，均假设基坑土体是水平分布的连续均匀介质，且土层界面亦为水平连续平面，这与实际中土层呈不均匀分布、土层交界面不规则的复杂情况有很大差别，此外，传统均是在极限状态下计算基坑土体土压力，并且其计算结果在土层界面处存在土压力突变现象，而实际中基坑土体多呈现非极限状态，这导致施工状况下的土压力实际值与传统的土压力理论计算值有很大出入，特别是对复杂基坑土体土压力计算误差更大。

目前工程设计中依然使用传统的土压力进行计算，然后给计算结果乘以大于1的安全系数来保证设计的安全性。然而，不同地区的地层条件复杂多变，安全系数的选取不能一概而论，过大的安全系数会导致设计的结构强度超过实际所需，造成资源浪费；偏小的安全系数，会导致设计结构的强度不能满足实际要求，埋下发生安全事故的隐患。因此如何准确的确定复杂基坑土体土压力成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种基坑土体土压力确定方法及系统，以提高确定基坑土体土压力的准确性。

为实现上述目的，本发明提供了一种基坑土体土压力确定方法，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；

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；

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。

可选的，所述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。

可选的，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：