[发明专利]基于挡墙侧移监测数据的基坑反分析方法

摘要

发明提供基于挡墙侧移监测数据的基坑反分析方法。该方法通过开挖初步阶段挡墙侧移监测值与挡墙侧移理论计算值进行比较，逐步反求校核土体参数，把上一开挖阶段求得的新土体参数用于下一步开挖的挡墙侧移预测，如此反复，其预测精度逐步提高，保证开挖到既定深度的挡墙侧移预测值和监测值误差很小。同时该方法将可靠度设计的概念融入到了挡墙侧移的预测中，考虑了土体变异性，更加符合工程实际。本发明计算简便，工程可操作性强，可供基坑有关设计施工人员使用，有效地预测基坑变形，动态调整支护结构设计。本发明可编写成简单的程序软件，适合推广使用。

主权项

1.基于挡墙侧移监测数据的基坑反分析方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在基坑挡墙外侧土体的多个部位进行勘察取样；对样本的土体参数进行统计分析；所述土体参数包括标准化土体剪切强度和标准化土体刚度比得到样本的标准化土体剪切强度比均值标准化土体剪切强度比变异系数COV₁、样本的标准化土体刚度比均值和标准化土体刚度比变异系数COV₂；其中，C_u为土体不排水剪切强度，σ′_v为土体竖向有效应力，E₅₀为土体割线刚度；2)采用样本的标准化土体剪切强度比均值作为总体标准化土体剪切强度比均值的初始矩估计；采用样本的标准化土体刚度比均值作为总体标准化土体刚度比均值的初始矩估计；得到标准化土体剪切强度比标准差和标准化土体刚度比的标准差3)对样本土体参数的数据统计值进行正态性检验；当土体参数服从正态分布时，得到标准化土体剪切强度比标准化土体刚度比当土体参数服从对数正态分布时，得到标准化土体剪切强度比x₁＝exp(λ₁+ζ₁x′₁)，标准化土体刚度比x₂＝exp(λ₂+ζ₂x′₂)；其中，x′为当量正态化函数自变量，4)得到基坑挡墙侧移理论模型如式(1)所示；式中，B为基坑开挖宽度，m；T为软土层厚度，m；γ为土体容重，kN/m；h_i为第i步基坑开挖深度，m；为自然对数形式的系统刚度；EI为挡墙刚度；γ_w为水的重度kN/m；μ_w为水位校正因子，取0.8；5)得到第i步开挖基坑挡墙侧移理论计算值和监测值的误差函数为其中，为第i步开挖基坑挡墙侧移监测值；令目标函数6)令误差函数求解x₁′和x′₂满足目标函数为最小值d(x)_min；其中，x′_sat1和x′_sat2为满足条件的最优解；第i步开挖反演后的标准化土体剪切强度比为x_sati和标准化土体刚度比为x_sati；7)在基坑开挖过程之中，根据前步工况的量测信息反演确定基坑挡墙侧移理论模型参数和将参数和值代入基坑挡墙侧移理论模型，对基坑下一步开挖阶段挡墙将要出现的侧移进行预报；根据预报结果，将预报值与实测值进行对比，改正预报参数，采取相应的工程措施实施下一步开挖，直到施工结束。