[发明专利]一种基于裂缝和安全系数双控的地下结构安全性评价方法

说明书

本发明公开了一种基于裂缝和安全系数双控的地下结构安全性评价方法，包括以下步骤：a、建立地下结构仿真力学模型；b、根据力学模型，提取不同受力阶段结构关键截面的内力，并计算得到该关键截面的安全系数；c、通过计算结果分析结构裂缝的分布规律和形态，并计算关键截面的最大裂缝宽度；d、绘制最大裂缝宽度和安全系数关系曲线，并拟合最大裂缝宽度与安全系数函数关系式；e、基于地下结构安全性等级，根据函数关系式反推出允许的最大裂缝宽度，并与实际检测得到的最大裂缝宽度比较，判断安全性是否满足要求。本发明通过结构表面的裂缝状态来间接评价结构的安全性，更加简便快捷，评估费用更低，评估周期更短。

技术领域

本发明涉及地下结构安全评估领域，特别涉及一种基于裂缝和安全系数双控的地下结构安全性评价方法。

背景技术

在地下工程的施工及使用过程中，地下结构的开裂是一个普遍性问题；微裂缝对结构的性能几乎不会产生影响，但是如果裂缝发展到一定程度，结构将会出现钢筋锈蚀、混凝土碳化、混凝土化学侵蚀等危害，不仅影响了地下工程外观，而且影响了其使用功能和耐久性。裂缝的出现是否对地下结构造成了影响，必须采用专用的仪器设备进行检测评价。由于地下工程是隐蔽工程，进行安全性评价时一般采用造价昂贵的精密仪器设备，测试得到危险截面的弯矩轴力，然后计算安全系数，再对地下结构进行安全性评价，从而导致地下结构安全性评估费用高，并且评估周期较长。如果能够建立一套简单有效的办法首先对既有地下结构的安全性进行总体评价，然后对危险部位再采用精密仪器设备进行评价，必将节省大量费用。

发明内容

本发明目的在于：针对目前在进行地下结构安全性评价时一般采用造价昂贵的精密仪器设备，导致评估费用高，且评估周期较长的问题，提供一种基于裂缝和安全系数双控的地下结构安全性评价方法，其通过建立地下工程结构裂缝与安全系数的关系，并借助结构表面的裂缝状态来间接评价结构安全性，该方法与现有技术中的地下结构安全性评价方法相比，更加简便快捷，且评估费用更低，评估周期更短。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于裂缝和安全系数双控的地下结构安全性评价方法，包括以下步骤：

a、根据地下工程设计资料和地勘资料，建立地下结构仿真力学模型；

b、基于建立的力学模型，对地下结构从安全到破坏不同受力阶段进行仿真模拟计算，提取不同受力阶段地下结构关键截面的内力，并计算得到该关键截面的安全系数；

c、通过数值计算结果分析结构裂缝的分布规律和形态，并计算关键截面的最大裂缝宽度；

d、根据计算得到的关键截面在不同受力阶段下最大裂缝宽度和安全系数，绘制最大裂缝宽度和安全系数关系曲线，并拟合得到最大裂缝宽度与安全系数函数关系式；

e、基于地下结构安全性等级，根据拟合的函数关系式反推出允许的最大裂缝宽度，然后与实际检测得到的最大裂缝宽度进行比较，判断安全性是否满足要求。

本发明通过建立地下结构力学模型，计算得到地下结构从安全到破坏全过程的内力和裂缝，提取不同受力阶段地下结构关键截面的内力，计算得到该关键截面的安全系数，并提取该关键截面的最大裂缝宽度，绘制该关键截面不同受力阶段下最大裂缝宽度和安全系数关系曲线，拟合得到最大裂缝宽度与安全系数函数关系式。在安全性评估过程中，基于地下工程的安全等级，根据函数关系反推出允许的最大裂缝宽度，然后与实际检测得到的最大裂缝进行比较，便可对地下结构安全性进行评价，该方法是通过地下结构表面的裂缝状态来间接评价地下结构的安全性，与现有技术中的地下结构安全性评价方法相比，更加简便快捷，且评估费用更低，评估周期更短。

作为本发明的优选方案，所述关键截面是指地下结构上最先出现裂缝的部位所对应的截面。

作为本发明的优选方案，所述内力是指关键截面的弯矩及轴力。