[发明专利]基于大数据分析的管桩竖向承载力计算方法及系统

权利要求书

1.基于大数据分析的管桩竖向承载力计算方法，其特征是，包括以下步骤：

S1获取各管桩的历史测试数据，每一管桩的历史测试数据包括进行高应变测试得到的第一测试数据以及进行静载试验得到的第二测试数据，若同一管桩中根据第一测试数据确定的竖向承载力与根据第二测试数据确定的竖向承载力的偏差在预设范围内，提取第一测试数据中的力学参数，将提取的力学参数根据管桩的类型、土的类型、土的状态和管桩的埋深进行分类，构建基础数据库；

S2利用大数据分析技术对基础数据库中的力学参数进行处理，确定各类型对应的标准力学参数，所述标准力学参数包括标准桩侧阻力、标准桩端阻力和标准桩端位移；

S3构建待分析管桩的力学模型，其中将与所述待分析管桩所属类型对应的标准桩侧阻力作为所述力学模型中桩侧荷载传递函数的参数值，将与所述待分析管桩所属类型对应的标准桩端阻力和标准桩端位移作为所述力学模型中的桩端荷载传递函数的参数值；

S4根据所述力学模型计算所述待分析管桩的竖向承载力，得到所述待分析管桩的竖向承载力。

2.根据权利要求1所述的基于大数据分析的管桩竖向承载力计算方法，其特征是，当待分析管桩的桩端所属土层为软土层时，所述桩端荷载传递函数为：

式中，R(s)表示待分析管桩的桩端阻力，s_b表示待分析管桩的桩端位移，s_bu为桩端极限位移，k₁为桩端弹簧系数，k₁＝R_c/s_c，其中R_c为标准桩端阻力，s_c为标准桩端位移，k₂＝η₁k₁，η₁为桩端弹簧折减系数，取值范围为0.2～0.5；

当桩端所属土层为硬土层时，所述桩端荷载传递函数为：

式中，s_bu1为桩端第一阶段极限位移，s_bu2为桩端第二阶段极限位移，k₃＝η₂k₁，η₂为桩端第二阶段弹簧折减系数，取值范围为0.5～1.0，k₄＝η₃k₁，η₃为桩端第三阶段弹簧折减系数，取值范围为0.2～0.5。

3.根据权利要求2所述的基于大数据分析的管桩竖向承载力计算方法，其特征是，所述桩侧荷载传递函数为：

式中，q(s)表示待分析管桩的桩侧阻力，c_s为桩侧摩阻力，q_u为标准桩侧阻力，s_u表示桩土间的相对极限位移，s为待分析管桩的桩土间相对位移。

4.根据权利要求3所述的基于大数据分析的管桩竖向承载力计算方法，其特征是，所述方法还包括：

通过运用滑动测微计测试管桩在各级荷载下各地层摩阻力发挥状态、桩端沉降和桩身总压缩变形量，并将测试结果与管桩竖向承载力的分析结果进行对比，根据对比结果调整s_u、η₁、η₂的取值范围。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于大数据分析的管桩竖向承载力计算方法，其特征是，所述利用大数据分析技术对基础数据库中的力学参数进行处理，包括：

将所述基础数据库中同类型的力学参数按照从小到大进行排序，取排序数据中的80％中间数据的平均值作为参考值，根据参考值确定当前对应类型的标准力学参数。

6.基于大数据分析的管桩竖向承载力计算系统，其特征是，包括：

基础数据库构建模块，用于获取各管桩的历史测试数据，每一管桩的历史测试数据包括进行高应变测试得到的第一测试数据以及进行静载试验得到的第二测试数据，若同一管桩中根据第一测试数据确定的竖向承载力与根据第二测试数据确定的竖向承载力的偏差在预设范围内，提取第一测试数据中的力学参数，将提取的力学参数根据管桩的类型、土的类型、土的状态和管桩的埋深进行分类，构建基础数据库；

大数据分析模块，用于利用大数据分析技术对基础数据库中的力学参数进行处理，确定各类型对应的标准力学参数，所述标准力学参数包括标准桩侧阻力、标准桩端阻力和标准桩端位移；

力学模型构建模块，用于构建待分析管桩的力学模型，其中将与所述待分析管桩所属类型对应的标准桩侧阻力作为所述力学模型中桩侧荷载传递函数的参数值，将与所述待分析管桩所属类型对应的标准桩端阻力和标准桩端位移作为所述力学模型中的桩端荷载传递函数的参数值；

竖向承载力分析模块，用于根据所述力学模型计算所述待分析管桩的竖向承载力，得到所述待分析管桩的竖向承载力。