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专利号: 2023104902437
申请人: 金陵科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种临近基坑的砌体结构性能评估方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:建立基坑支护与周边建筑物的三维有限元模型,计算得到基坑施工过程中周边地面沉降模型δ(x,y);

S2:建立砌体结构的精细化有限元模型,将地面沉降模型δ(x,y)输入模型,计算得到砌体结构的各片墙体应力σi;

S3:以单片墙体j为单位,根据各片墙体应力σi分别计算得到墙体抗压、抗拉强度失效分布,以及抗压强度超限率δc,j和抗裂强度超限率δt,j;

所述步骤S3具体包括:

S31:统计墙体j的单元数nj、单元应力为压应力时超过材料受压强度σc单元数nc,j1、单元应力为拉应力时超过材料受拉强度σt单元数nt,j1;

S32:计算得到抗压强度超限率初始值δc,j1=nc,j1/nj1,抗裂强度超限率δt,j1=nt,j1/nj1;

S33:采用生死单元法,模拟单元应力为压应力和拉应力且超过材料受压强度σc和受拉强度σt的墙体单元失效状态后,再次计算得到墙体j的抗压强度超限率δc,j2、抗裂强度超限率δt,j2;

S34:重复S33步骤,计算得到墙体j第i次的抗压强度超限率δc,ji、抗裂强度超限率δt,ji;

S4:根据抗压强度超限率δc,j和抗裂强度超限率δt,j判定砌体结构的性能状态;

所述步骤S4具体包括:

S41:当δt,j≥20%或δc,j≥5%时,结构性能状态直接判定为破坏;

S42:在其他情况下,根据各次的抗压强度超限率δc,ji、抗裂强度超限率δt,ji,得到相邻两次计算结果的差值Δδc,j(i,i‑1)和Δδt,j(i,i‑1);

S43:比较各次的抗压强度超限率插值Δδc,j(i,i‑1)、抗裂强度超限率差值Δδt,j(i,i‑1),当Δδc,j(i,i‑1)和Δδt,j(i,i‑1)逐次增大时判定为破坏,逐次减小且不满足S41的条件时判定为安全;

S44:当出现其他情况时,判定为预警。

2.根据权利要求1所述的一种临近基坑的砌体结构性能评估方法,其特征在于:所述步骤S1具体包括:

S11:采用摩尔‑库伦模型模拟土体,基坑竖向支护结构采用板单元模拟,基坑立柱、立柱桩、支撑、冠梁和连系梁采用梁单元模拟;

S12:基坑竖向支护结构与周边土体之间、基坑立柱桩与周边土体之间、建筑桩基与周边土体之间采用接触单元进行模拟;

S13:采用生死单元法模拟土体开挖,基坑竖向支护结构、基坑立柱、立柱桩、支撑、冠梁、连系梁施工和拆除,得到基坑开挖过程中的周边地面沉降模型δ(x,y)。

3.根据权利要求2所述的一种临近基坑的砌体结构性能评估方法,其特征在于:所述基坑竖向支护结构包括地连墙和排桩。

4.根据权利要求1所述的一种临近基坑的砌体结构性能评估方法,其特征在于:所述步骤S2具体包括:

S21:采用壳体单元模拟砌体墙体,采用铰支座模拟地基沉降,铰支座布置在墙体单元的下方,支座的间距不小于1.0m;

S22:根据各个铰支座i的平面坐标(xi,yi),代入周边地面沉降模型δ(x,y),得到各个铰支座的沉降δ(xi,yi);

S23:将各个铰支座的沉降δ(xi,yi)代入砌体结构的精细化有限元模型,计算得到砌体结构的各单元应力σi。