[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

说明书

本发明提供了基于大数据分析的管桩竖向承载力计算方法及系统，其中方法包括：获取各管桩的历史测试数据；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，确定标准力学参数；构建待分析管桩的力学模型；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；相应的系统包括基础数据库构建模块、大数据分析模块、力学模型构建模块和竖向承载力分析模块。本发明对历史测试数据进行优化，根据优化数据确定用于构建基础数据库的力学参数，并提出了管桩竖向承载力确定的新方式，有利于提高管桩承载力计算的精度。

技术领域

本发明涉及工程建设领域，具体涉及基于大数据分析的管桩竖向承载力计算方法及系统。

背景技术

预应力管桩作为最主要的桩型，对工程结构的安全起着至关重要的作用，为确保工程安全，通常需要对预应力管桩进行荷载试验，以确定其竖向承载力是否满足设计要求。

基于该问题，申请人于2018年05月28日提出了基于高应变测试数据的管桩竖向承载力分析方法及系统(发明申请号201810524904.2)，该发明基于以往的高应变测试数据进行力学参数提取，根据提取的数据计算管桩承载力，解决了原有高应变检测方法因无法充分激发桩端承载力而导致分析结果存在一定误差、而静载试验存在费用高、时间长的问题。

然而该发明中，在针对管桩承载力计算数据的获取及处理方面存在一定的精度问题，申请人对此进行进一步优化，以提高管桩竖向承载力的计算精度。

发明内容

针对上述问题，本发明提供基于大数据分析的管桩竖向承载力计算方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

本发明第一方面提供了基于大数据分析的管桩竖向承载力计算方法，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。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，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：