钢管混凝土桁架组合桩安全参数计算方法、系统、电子设备及存储介质与流程

本发明具体涉及抗滑桩，具体涉及一种钢管混凝土桁架组合桩安全参数计算方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、在相关技术中，桁架式抗滑桩作为一种新型组合桩，很多情况下仅能根据经验或者简单推算的方法进行评估。针对大型工程需要较强支护采用该种桁架式抗滑桩抗时，没有明确的计算方法，无法对钢管混凝土桁架式组合桩的设计安全度能够被定量评估。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种钢管混凝土桁架组合桩安全参数计算方法、系统、电子设备及存储介质，其通过桩间土等效桁架结构与前、后排桩间的协同工作，将前后桩之间的土体和桁架结构等效为一个新的结构，然后将整体视为一个h型抗滑桩，对钢管混凝土桁架式组合桩的安全参数定量评价。

2、第一方面，本公开实施例提供了一种钢管混凝土桁架组合桩安全参数计算方法，包括

3、对桩间土壤和桁架进行等效，根据桁架模型剪切应变等效原理，分析等效桁架模型确定等效桁架单元水平杆、竖杆以及斜杆的等效刚度的安全要求阈值；

4、对基坑开挖过程中土体内的受力变化进行分析，分别确定基坑开挖面以上和基坑开挖面以下桩间土等效桁架的斜杆与水平杆的夹角安全阈值；

5、将前后桩之间的土体和桁架结构等效为一个新的结构，然后将整体视为一个h型抗滑桩，确定边坡稳定性系数。

6、结合第一方面的实施例，在一些实施例中，对桩间土壤和桁架进行等效，根据桁架模型剪切应变等效原理，分析等效桁架模型确定等效桁架单元水平杆、竖杆以及斜杆的等效刚度的安全要求阈值，具体公式为：

7、

8、

9、

10、式中：k1 k2 k3分别为等效桁架单元水平杆、竖杆和斜杆的等效刚度的安全要求阈值；e为土体的弹性模量；μ为土体的泊松比；a为水平杆长长度的一半；b为竖向杆长长度的一半，t为土体单元的厚度。

11、结合第一方面的实施例，在一些实施例中，对基坑开挖过程中土体内的受力变化进行分析，分别确定基坑开挖面以上和基坑开挖面以下桩间土等效桁架的斜杆与水平杆的夹角安全阈值，具体公式为：

12、

13、式中，θ1、θ2为开挖面以上、以下等效桁架斜杆与水平杆夹角；为桩间土的内摩擦角；z为计算点深度；h为基坑开挖面深度。

14、结合第一方面的实施例，在一些实施例中，将前后桩之间的土体和桁架结构等效为一个新的结构，然后将整体视为一个h型抗滑桩，确定边坡稳定性系数，具体为：

15、若h型抗滑桩正放时，采用传递系数法确定边坡稳定性系数；

16、当h型抗滑桩反放时，采用有限强度折减法确定边坡稳定性系数。

17、结合第一方面的实施例，在一些实施例中，传递系数法确定边坡稳定性系数，具体为：

18、通过增大自重下滑力的方法来计算推力，将各力分解在条块滑动的方向上，由上到下进行计算，确定最后一个条块的剩余下滑力，

19、第i条块的剩余下滑力：

20、

21、式中：ei为第i块滑体剩余下滑力；ei-1为第(i-1)块滑体剩余下滑力；ψi为传递系数，ci为第i块滑体滑面上岩土体的粘聚力；li为第i块滑体的滑面长度；为第i块滑体滑面上岩土的内摩擦角；ai为第i块滑体滑面的倾角；ks为安全系数，一般取为1.05～1.25；ai-1为第(i-1)块滑体滑面的倾角。

22、结合第一方面的实施例，在一些实施例中，采用有限强度折减法确定边坡稳定性系数，具体为：

23、

24、

25、式中：f为折减系数，c＇为折减后的黏聚力，折减后的内摩擦角。

26、第二方面，本公开实施例提供了一种钢管混凝土桁架组合桩安全参数计算系统，包括

27、第一阈值单元，用于对桩间土壤和桁架进行等效，根据桁架模型剪切应变等效原理，分析等效桁架模型确定等效桁架单元水平杆、竖杆以及斜杆的等效刚度的安全要求阈值；

28、第二阈值单元，用于对基坑开挖过程中土体内的受力变化进行分析，分别确定基坑开挖面以上和基坑开挖面以下桩间土等效桁架的斜杆与水平杆的夹角安全阈值；

29、确定单元，用于将前后桩之间的土体和桁架结构等效为一个新的结构，然后将整体视为一个h型抗滑桩，确定边坡稳定性系数。

30、第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，包括：

31、一个或多个处理器；

32、存储装置，用于存储一个或多个程序，

33、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现前述的方法。

34、第四方面，本公开实施例提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现前述的方法。

35、本公开实施例提供的一种钢管混凝土桁架组合桩安全参数计算方法，其通过桩间土等效桁架结构与前、后排桩间的协同工作，将前后桩之间的土体和桁架结构等效为一个新的结构，分析等效桁架模型确定等效桁架单元水平杆、竖杆的等效刚度的安全要求阈值，对基坑开挖过程中土体内的受力变化进行分析，分别确定基坑开挖面以上和基坑开挖面以下桩间土等效桁架的斜杆与水平杆的夹角安全阈值，从而对桁架安全性进行验算。然后将整体视为一个h型抗滑桩，确定边坡稳定性系数。通过该方法可以对钢管混凝土桁架式组合桩的安全参数定量评价。

技术特征：

1.一种钢管混凝土桁架组合桩安全参数计算方法，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对桩间土壤和桁架进行等效，根据桁架模型剪切应变等效原理，分析等效桁架模型确定等效桁架单元水平杆、竖杆以及斜杆的等效刚度的安全要求阈值，具体公式为：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对基坑开挖过程中土体内的受力变化进行分析，分别确定基坑开挖面以上和基坑开挖面以下桩间土等效桁架的斜杆与水平杆的夹角安全阈值，具体公式为：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将前后桩之间的土体和桁架结构等效为一个新的结构，然后将整体视为一个h型抗滑桩，确定边坡稳定性系数，具体为：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，传递系数法确定边坡稳定性系数，具体为：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当h型抗滑桩反放时，采用有限强度折减法确定边坡稳定性系数，具体为：

7.一种钢管混凝土桁架组合桩安全参数计算系统，其特征在于，

8.电子设备，其特征在于，包括：

9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种钢管混凝土桁架组合桩安全参数计算方法、系统、电子设备及存储介质，涉及抗滑桩技术领域。该方法通过桩间土等效桁架结构与前、后排桩间的协同工作，将前后桩之间的土体和桁架结构等效为一个新的结构，分析等效桁架模型确定等效桁架单元水平杆、竖杆的等效刚度的安全要求阈值，对基坑开挖过程中土体内的受力变化进行分析，分别确定基坑开挖面以上和基坑开挖面以下桩间土等效桁架的斜杆与水平杆的夹角安全阈值，从而对桁架安全性进行验算，然后将整体视为一个h型抗滑桩，确定边坡稳定性系数。通过该方法可以对钢管混凝土桁架式组合桩的安全参数定量评价。

技术研发人员：李兵,马洪生,古锐,刘自强,周海波,赵如雄,向波,邬凯,孙浩,姚刚,姚玉强,陈攻科,刘维,肖昊,何光尧
受保护的技术使用者：四川省公路规划勘察设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15