恭喜廣東科正水電與建筑工程質量檢測有限公司;南京大學(蘇州)高新技術研究院高平獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜廣東科正水電與建筑工程質量檢測有限公司;南京大學(蘇州)高新技術研究院申請的專利一種基于分布式光纖監測的地連墻穩定性判別方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119129185B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-18發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411054499.4,技術領域涉及:G06F30/20;該發明授權一種基于分布式光纖監測的地連墻穩定性判別方法是由高平;黃井武;王建學;高志偉;婁慶楠;王宏憲設計研發完成,并于2024-08-02向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于分布式光纖監測的地連墻穩定性判別方法在說明書摘要公布了:本發明提出一種基于分布式光纖監測的地連墻穩定性判別方法,包括:S1分析基坑開挖引起的地層變形對地連墻的擾動規律;S2根據于S1的擾動規律,結合彈性地基梁的計算模型建立地連墻失穩判別計算模型;S3根據于S2的地連墻失穩判別計算模型,設立該地連墻失穩判別計算模型的邊界條件;S4建立地連墻失穩判別計算模型的力學平衡方程,根據地連墻失穩判別計算模型的邊界條件求解力學平衡方程,獲得地連墻失穩變形控制方程;S5在地連墻布置分布式光纖,獲取地連墻的變形曲線;S6,將于S5的變形曲線與于S4的失穩變形控制方程對應的計算曲線進行對比,并根據對比結果判定地連墻的穩定性。本發明為光纖實測地連墻的數據分析、判別提供了客觀、準確的依據。
本發明授權一種基于分布式光纖監測的地連墻穩定性判別方法在權利要求書中公布了:1.一種基于分布式光纖監測的地連墻穩定性判別方法,其特征在于,包括順序執行的步驟S1-S5:S1,分析基坑開挖引起的地層變形對地連墻的擾動規律;S2,根據于S1獲得的擾動規律,結合彈性地基梁的計算模型建立地連墻失穩判別計算模型;S3,根據于S2獲得的地連墻失穩判別計算模型,設立該地連墻失穩判別計算模型的邊界條件;S4,建立地連墻失穩判別計算模型的力學平衡方程,根據地連墻失穩判別計算模型的邊界條件求解所述力學平衡方程,從而獲得地連墻失穩變形控制方程;S5,在地連墻布置分布式光纖,獲取地連墻的變形曲線;S6,將于S5獲得的變形曲線與于S4獲得的失穩變形控制方程對應的計算曲線進行對比,并根據對比結果判定地連墻的穩定性;于S1中,地層變形對地連墻的擾動因素包括地層總沉降、地層任意方向上的水平位移、基坑開挖引起的地層沉降變形和含水層疏水引起的地層沉降變形;所述擾動規律符合以下公式1: 于公式1中,Wx,y,z為地層總沉降值;為地層任意方向上的水平位移,W1x,y,z為基坑開挖引起的地層沉降變形值,W2x,y,z為含水層疏水引起的地層沉降變形值,b1為開挖引起的地層水平移動系數,b2為含水層疏水引起的地層水平移動系數,r1為開挖引起的地層主要影響的半徑,r2為含水層疏水引起的地層主要影響的半徑;于S2中,假定地連墻符合Winkler地基假設,即符合以下公式2:Rx=kωx2于公式2中,Rx為地基壓力,k為Winkler地基系數,ωx為地基下沉量;于S3中,該地連墻失穩判別計算模型的邊界條件通過撓度及撓度的導數表示為以下公式3或公式4: 于公式3中,巖梁在x=0處的撓度和轉角為0,在x=l處的剪力和彎矩為0;x為豎向坐標軸;l為地連墻高度;ω1為擾動段的撓度方程;ω2為非擾動段的撓度方程;于公式4中,在邊界條件的變化處,即x=x1梁的撓度、轉角、彎矩和剪力都相等;于S4中,對應力學平衡方程的撓曲微分方程為受力平衡方程,結合邊界條件可得S4中的力學平衡方程,該撓曲微分方為: 于方程5中,E為巖梁彈性模量,I為巖梁截面慣性矩;側水壓力荷載由上向下逐漸增加,k為安全模型的地基系數,x2為開挖造成的擾動高度;側水壓力為梯形,頂部荷載即地連墻頂部的側水壓力為q0,地連墻底部的側水壓力為h2q0,變形區的側水壓力為h1q0,ωx為地基下沉量,ω4為ω的四次求導,ω為地連墻的撓度,地連墻的撓度求一次導為轉角,求二次導為彎矩,三次導為剪力,四次導為荷載;x為豎向坐標軸,x1為擾動高度,l為地連墻高度,h2為側水壓力計算參數;解微分方程5,0≤x≤x1和x1≤x≤l得到巖梁的撓度方程6,巖梁的撓度方程6即是于S4中的地連墻5失穩變形控制方程,巖梁的撓度方程6分列為: 于方程6a及方程6b中,C1、C2、C3、C4和D1、D2、D3、D4為常數,根據公式3和公式4中的8個連續條件可求解8個未知量,即常數C1、常數C2、常數C3、常數C4、常數D1、常數D2、常數D3、常數D4;S5包括以下順序執行的步驟S51-S55:S51,將光纖封裝成光纜,通過豎向鉆孔植入地連墻,于光纜下放過程中,光纜處于整體拉伸狀態;S52,進行注漿封孔且封孔注漿材料與地連墻澆筑材料相同,以保證光纜能反映地連墻的變形;S53,在地面建立監測站并設置與監測站通信的云端和PC端,收集處理監測數據,并將監測數據發送到云端和PC端;S54,獲取地連墻的變形曲線;S55,根據于S4獲得的地連墻失穩變形控制方程設立變形預警值,將于S54獲得的地連墻5的變形曲線與變形預警值比對,當地連墻變形達到該變形預警值時則發出警報;于S6中,將于S5獲得的地連墻的變形曲線與由方程6獲得的變形曲線進行對比,當方程6和S5的變形曲線不相符時則判定為地連墻穩定;將由方程6獲得的變形曲線分別與于S5獲得的地連墻的變形信息的曲線特征、于S5獲得的地連墻的變形信息的變形值進行對比,當方程6獲得的變形曲線與于S5獲得的地連墻的變形信息的曲線特征相同且于S5獲得的地連墻的變形信息的變形值小于方程6的變形值,則地連墻判定為有失穩趨勢;當方程6獲得的變形曲線與于S5獲得的地連墻的變形信息的曲線特征相同且于S5獲得的地連墻的變形信息的變形值大于方程6的變形值,則地連墻判定為失穩狀態。
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