[发明专利]层状地基中泥浆沟槽稳定性的三维楔体分析方法和系统

说明书

本发明实施例提供一种层状地基中泥浆沟槽稳定性的三维楔体分析方法及系统，包括：获取层状地基中若干连续的土条水平切片，确定垂直方向上每个所述土条水平切片的第一静力平衡方程，以及水平方向上每个土条水平切片的第二静力平衡方程；基于每个土条切片的破坏面剪切力、抗剪强度确定第一安全系数，基于所述土条切片的侧面剪切力、抗剪强度确定第二安全系数；基于第一安全系数和所述第一静力平衡方程求解所述土条切片的滑裂面上的有效法向力，基于有效法向力、第一安全系数、第二安全系数和所述第二静力平衡方程，确定综合安全系数的隐式表达式，可考虑地基土的成层性、楔体的尺寸以及楔体侧面剪切力，能够对分层的泥浆沟槽稳定性分析。

技术领域

本发明实施例涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种层状地基中泥浆沟槽稳定性的三维楔体分析方法和系统。

背景技术

地连墙成槽期间，槽壁稳定性是一个重难点问题。通常，现有规范考虑在平面应变条件下，采用极限平衡分析法的二维楔体模型来分析槽壁稳定性。上述验算方法往往仅适用于均质地基，考虑到在以往的工程实践中，沟槽最大开挖深度有限，土层参数差异不大，因此可以近似视为均质土层进行验算。

但是，一方面，随着当前工程实践中成槽深度的不断加大，超过60m挖深地连墙的工程越来越多，均质地基模型与地质勘查报告中所提供的土层分布情况已明显不符随着成槽深度的增加，槽段宽度与成槽深度之比也在不断减小。二维楔体模型分析方法未能考虑端部土体的有利约束作用，可能过于保守，因此，亟需采用三维楔体模型来分析深大地连墙的成槽稳定性是；另一方面，由于地质沉积作用，土层均质的工况较为少见，成层性更为常见，然而考虑此类分层的泥浆沟槽稳定性分析尚未得到广泛报道。

发明内容

本发明实施例提供一种层状地基中泥浆沟槽稳定性的三维楔体分析方法和系统，对不同数据格式的SLAM地图和高精度地图等数据进行解析组装和时序播发，以满足多源融合定位系统对输入数据时序和效率的需求。

第一方面，本发明实施例提供一种层状地基中泥浆沟槽稳定性的三维楔体分析方法，包括：

步骤S1、获取层状地基中若干连续的土条水平切片，确定垂直方向上每个所述土条水平切片的第一静力平衡方程，以及水平方向上每个所述土条水平切片的第二静力平衡方程；

步骤S2、基于每个所述土条切片的破坏面剪切力、抗剪强度确定第一安全系数，基于每个所述土条切片的侧面剪切力、抗剪强度确定第二安全系数；

步骤S3、基于所述第一安全系数和所述第一静力平衡方程求解所述土条切片的滑裂面上的有效法向力，基于所述有效法向力、第一安全系数、第二安全系数和所述第二静力平衡方程，确定综合安全系数的隐式表达式。

作为优选的，所述步骤S1具体包括：

确定土条水平切片的第一切割角度和第二切割角度，所述第一切割角度沿水平方向，所述第二切割角度与水平方向夹角小于90°；所述第二切割角度处形成所述土条水平切片的滑裂面；

基于所述土条水平切片的顶面静水压力、底面静水压力、顶面法向力、底面法向力、侧面剪切力、第二切割角度、滑裂面有效法向力确定垂直方向上每个所述土条水平切片的第一静力平衡方程；

基于滑面剪切力、侧面剪切力、第二切割角度、滑裂面有效法向力、底面静水压力和泥浆力确定每个所述土条水平切片的第二静力平衡方程。

作为优选的，所述第一静力平衡方程为：

V_k+U_k-V_k-1-U_k-1-W_k+2S_ksinθ_k+(N_k+U_k)cosθ_k＝0(k＝1,2,3....n)