[发明专利]地下连续墙变形风险预警系统及预警方法

权利要求书

1.一种地下连续墙变形风险预警方法，其特征在于，包括步骤：

采集地下连续墙水平位移实测值、钢筋混凝土材料性能、地下连续墙配筋信息；

计算地下连续墙截面弯矩最大值与抗弯承载力设计值的比值，定义为内力抗力比P；

将所述内力抗力比P与地下连续墙变形高、中、低风险等级对应的内力抗力比限值P_高、P_中、P_低进行比较，得到地下连续墙变形风险等级，并自动发送预警信息；

其中，计算所述内力抗力比P包括以下步骤：

S1、定义地下连续墙变形高、中、低风险等级对应的内力抗力比限值P_高、P_中、P_低；

S2、根据地下连续墙水平位移实测值形成实测曲线，采用循环判断拟合优度法对地下连续墙水平位移实测曲线进行自动拟合，得到拟合优度R²满足要求时的地下连续墙水平位移拟合公式；

S3、根据所述地下连续墙水平位移拟合公式计算地下连续墙水平位移曲率，求得地下连续墙水平位移实测最大值附近对应的地下连续墙水平位移曲率最大值以及所处的地下连续墙深度H′，所述地下连续墙水平位移曲率等于负号乘以所述地下连续墙水平位移拟合公式的二阶导数；

S4、结合所述钢筋混凝土材料性能和所述地下连续墙配筋信息计算所述地下连续墙深度H′对应的截面抗弯刚度和抗弯承载力设计值；

截面抗弯刚度按式(1)计算：

式中：E_c为混凝土弹性模量；I₀为截面惯性矩；b为截面宽度，按单位长度计算；x为受压区高度，按计算；α_E为钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值；A_S为受拉区纵向普通钢筋的截面面积；h₀为截面有效高度；

截面抗弯承载力设计值按式(2)计算：

式中：M_u为抗弯承载力设计值；α₁为当混凝土强度等级不超过C50时，α₁取为1.0，当混凝土强度等级为C80时，α₁取为0.94，其间按线性内插法确定；f_c为混凝土轴心抗压强度设计值；

S5、根据所述地下连续墙水平位移曲率最大值与对应的所述截面抗弯刚度的乘积得到地下连续墙截面弯矩最大值，进而求得所述地下连续墙截面弯矩最大值与所述抗弯承载力设计值的比值，定义为内力抗力比P；

其中，步骤S2进一步包括以下步骤：

S21、采用最小二乘法对地下连续墙水平位移实测曲线进行多项式拟合，计算拟合优度R²；

拟合优度按式(3)计算：

式中：y_i为地下连续墙水平位移实测值；为地下连续墙实测水平位移平均值；为地下连续墙水平位移拟合值；

S22、若拟合优度R²满足要求，则停止计算，所述多项式为地下连续墙水平位移拟合公式；

S23、若拟合优度R²不满足要求，则对深度位于的地下连续墙水平位移实测曲线进行多次拟合，循环计算拟合优度R²，判断是否满足要求，其中，i为循环变量，取初始值为Δ的递减等差数列，H为地下连续墙水平位移实测最大值对应的地下连续墙深度；

S24、直到计算得到的拟合优度R²满足要求，停止循环计算，则最后一次计算得到的多项式为地下连续墙水平位移拟合公式；

其中，步骤S23进一步包括：

若取

若取

其中，H_min为地下连续墙最小深度，H_max为地下连续墙最大深度。

2.如权利要求1所述的地下连续墙变形风险预警方法，其特征在于，判断地下连续墙变形风险等级的规则为：

若内力抗力比P大于等于P_低且小于P_中，地下连续墙处于变形低风险等级；

若内力抗力比P大于等于P_中且小于P_高，地下连续墙处于变形中风险等级；

若内力抗力比P大于等于P_高，地下连续墙处于变形高风险等级。