本发明专利技术涉及海洋工程技术领域，公开了一种黏土海床上浅基础水平承载力的评估方法及装置。本发明专利技术提供的黏土海床上浅基础水平承载力的评估方法，在预设周期内的每一个预设时刻，均会采集与该预设时刻对应的海床土和循环波浪荷载参数，且会重新构建与该预设时刻对应的三维海床土模型，并在以该预设时刻为起始的预设时长内，持续向浅基础模型施加该预设时刻的循环波浪荷载参数，从而测定出下一预设时刻浅基础的水平承载力。通过这样的方式得到了全周期内各时刻下浅基础对应的水平承载力，而且得到的水平承载力真实性更高，从而使生成的评估策略准确性更高，进而避免浅基础滑移、倾覆等灾害的发生，降低了财产损失。降低了财产损失。降低了财产损失。
【技术实现步骤摘要】
一种黏土海床上浅基础水平承载力的评估方法及装置
[0001]本专利技术涉及海洋工程
，具体涉及一种黏土海床上浅基础水平承载力的评估方法及装置。
技术介绍
[0002]海洋资源开发利用规模日益增大，浅基础在海洋岩土工程中的应用也随之越来越广泛。循环波浪荷载是海洋环境中最常见的荷载之一，它会对海床上的浅基础产生持续的、变化的水平荷载，对其承载力和稳定性产生重大影响，进而易导致浅基础滑移、倾覆等灾害。因此，研究循环波浪荷载作用下黏土海床上浅基础水平承载力弱化程度，对浅基础承载力的设计及灾害风险的防范具有显著意义。
[0003]目前，对海床上浅基础承载力的研究多集中在固结承载力方面，而对循环波浪荷载作用下黏土海床上浅基础水平承载力的研究明显不足。黏土海床上浅基础受循环波浪荷载长期作用，随时间的变化不断积累超静孔隙水压力，导致土体有效应力逐渐降低，进而导致浅基础发生滑移、倾覆。再之，现有研究在浅基础水平承载力的简化评估方法方面略显匮乏，无法提供浅基础全服务周期的水平承载力状况。
[0004]因此，提供一种循环波浪荷载作用下黏土海床上浅基础水平承载力的评估方法就显得尤为重要。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种黏土海床上浅基础水平承载力的评估方法及装置，以解决相关技术中无法提供浅基础全服务周期水平承载力的问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种黏土海床上浅基础水平承载力的评估方法，方法包括：对第一时刻采集的海床土进行标定，得到土体参数，第一时刻为预设周期内多个预设时刻中的任一个；基于土体参数和预设构建方式构建三维海床土模型，并将预构建的浅基础模型按照预设深度埋置于三维海床土模型中，其中，土体参数与预设构建方式对应；获取第一时刻的循环波浪荷载参数；在预设时长内，持续向浅基础模型施加循环波浪荷载参数，测定第二时刻对应的水平承载力，预设时长以第一时刻为起始时刻，以第二时刻为终结时刻；直至第一时刻为预设周期内的最后一个预设时刻时，基于各预设时刻以及各预设时刻分别对应的水平承载力生成评估策略；基于评估策略和各预设时刻分别对应的循环波浪荷载参数评估浅基础模型的水平承载力。
[0007]由于在浅基础服务的整个周期内，波浪会持续作用于浅基础和海床土，因此，在波浪的循环冲击下，海床土和浅基础的结构会随着时间不断发生改变，从而使得浅基础的水平承载力在不同的时刻都会发生变化。本实施例提供的黏土海床上浅基础水平承载力的评估方法，在预设周期内的每一个预设时刻，均会采集与该预设时刻对应的海床土和循环波浪荷载参数，且会重新构建与该预设时刻对应的三维海床土模型，并在以该预设时刻为起
始的预设时长内，持续向浅基础模型施加该预设时刻的循环波浪荷载参数，从而测定出下一预设时刻浅基础的水平承载力。通过这样的方式得到了全周期内各时刻下浅基础对应的水平承载力，而且得到的水平承载力真实性更高，从而使生成的评估策略准确性更高，进而避免浅基础滑移、倾覆等灾害的发生，降低了财产损失。
[0008]在一种可选的实施方式中，土体参数包括：竖向有效应力、初始参考孔隙比、压缩指数、水的容重、土的渗透系数、土体固结时间。
[0009]在一种可选的实施方式中，预设时刻的确定方式为：当第一时刻为预设周期内的首个预设时刻时，基于土体参数和浅基础模型的几何尺寸，确定服务子周期，预设周期包括服务子周期；按照预设时长，将服务子周期等比例分割为多个时间段，将各时间段的起始时刻作为预设时刻。
[0010]在一种可选的实施方式中，基于土体参数和浅基础模型的几何尺寸，确定服务子周期，包括：基于竖向有效应力、初始参考孔隙比和压缩指数确定压缩模量；基于压缩模量、水的容重和土的渗透系数确定固结系数；基于固结系数、土体固结时间和几何尺寸确定服务子周期。
[0011]在一种可选的实施方式中，基于各预设时刻以及各预设时刻分别对应的水平承载力生成评估策略，包括：对各预设时刻以及各预设时刻分别对应的水平承载力进行拟合，生成浅基础水平承载力弱化曲线，评估策略为浅基础水平承载力弱化曲线。
[0012]本实施例中的评估策略通过曲线方式体现，不仅解决了相关技术中无法提供浅基础全服务周期内水平承载力状况的缺陷，而且由于其简单的拟合方式，和曲线的直观性和清晰性，提高了工作和判断的效率。
[0013]在一种可选的实施方式中，循环波浪荷载参数包括循环波浪荷载幅值，基于评估策略和各预设时刻分别对应的循环波浪荷载参数评估浅基础模型的水平承载力，包括：从各预设时刻分别对应的循环波浪荷载幅值中，筛选出循环波浪荷载幅值的最大值；从浅基础水平承载力弱化曲线中确定出水平承载力的最小值；将水平承载力的最小值与循环波浪荷载幅值的最大值进行比较，生成比较结果；基于比较结果评估浅基础模型的水平承载力。
[0014]本实施例通过将全周期内循环波浪荷载幅值的最大值与全周期内浅基础水平承载力的最小值进行比较，可以较准确的评估出浅基础水平承载力的盛载水平，从而便于用户判断当前浅基础模型是否可以投入使用，进而避免了由于浅基础水平承载力弱而导致浅基础滑移、倾覆等灾害的发生。
[0015]在一种可选的实施方式中，基于比较结果评估浅基础模型的水平承载力，包括：当比较结果为水平承载力的最小值小于或等于循环波浪荷载幅值的最大值时，确定浅基础模型的水平承载力弱。
[0016]在一种可选的实施方式中，在确定浅基础模型的水平承载力弱之后，还包括：调整浅基础模型的尺寸和埋置深度，重新利用上述第一方面或其对应的任一实施方式的评估方法评估调整后浅基础模型的水平承载力。
[0017]本实施例通过上述方式，通过不断调整和评估，以确定出水平承载力较强的浅基
础模型，从而基于该浅基础模型对应的尺寸和埋置深度进行浅基础的实际生产的应用，间接保证了浅基础在服务周期中的服务质量。
[0018]第二方面，本专利技术提供了一种黏土海床上浅基础水平承载力的评估装置，装置包括：标定模块，用于对第一时刻采集的海床土进行标定，得到土体参数，第一时刻为预设周期内多个预设时刻中的任一个；构建模块，用于基于土体参数和预设构建方式构建三维海床土模型，并将预构建的浅基础模型按照预设深度埋置于三维海床土模型中，其中，土体参数与预设构建方式对应；获取模块，用于获取第一时刻的循环波浪荷载参数；测定模块，用于在预设时长内，持续向浅基础模型施加循环波浪荷载参数，测定第二时刻对应的水平承载力，预设时长以第一时刻为起始时刻，以第二时刻为终结时刻；生成模块，用于直至第一时刻为预设周期内的最后一个预设时刻时，基于各预设时刻以及各预设时刻分别对应的水平承载力生成评估策略；评估模块，用于基于评估策略和各预设时刻分别对应的循环波浪荷载参数评估浅基础模型的水平承载力。
[0019]在一种可选的实施方式中，标定模块中的土体参数包括：竖向有效应力、初始参考孔隙比、压缩指数、水的容重、土的渗透系数、土体固结时间。
[0020]在一种可选的实施方式中，标定模块包括：确定子模块，用于当第一时刻为预设周期内的首本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种黏土海床上浅基础水平承载力的评估方法，其特征在于，所述方法包括：对第一时刻采集的海床土进行标定，得到土体参数，所述第一时刻为预设周期内多个预设时刻中的任一个；基于所述土体参数和预设构建方式构建三维海床土模型，并将预构建的浅基础模型按照预设深度埋置于所述三维海床土模型中，其中，所述土体参数与所述预设构建方式对应；获取第一时刻的循环波浪荷载参数；在预设时长内，持续向所述浅基础模型施加所述循环波浪荷载参数，测定第二时刻对应的水平承载力，所述预设时长以所述第一时刻为起始时刻，以所述第二时刻为终结时刻；直至所述第一时刻为所述预设周期内的最后一个所述预设时刻时，基于所述各预设时刻以及各预设时刻分别对应的水平承载力生成评估策略；基于所述评估策略和所述各预设时刻分别对应的循环波浪荷载参数评估所述浅基础模型的水平承载力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述土体参数包括：竖向有效应力、初始参考孔隙比、压缩指数、水的容重、土的渗透系数、土体固结时间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设时刻的确定方式为：当所述第一时刻为所述预设周期内的首个预设时刻时，基于所述土体参数和所述浅基础模型的几何尺寸，确定服务子周期，所述预设周期包括所述服务子周期；按照所述预设时长，将所述服务子周期等比例分割为多个时间段，将各所述时间段的起始时刻作为所述预设时刻。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述土体参数和所述浅基础模型的几何尺寸，确定服务子周期，包括：基于所述竖向有效应力、初始参考孔隙比和压缩指数确定压缩模量；基于所述压缩模量、所述水的容重和所述土的渗透系数确定固结系数；基于所述固结系数、所述土体固结时间和所述几何尺寸确定所述服务子周期。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述各预设时刻以及各预设时刻分别对应的水平承载力生成评估策略，包括：对所述各预设时刻以及各预设时刻分别对应的水平承载力进行拟合，生成浅基础水平承载力弱化曲线，所述评估策略为所述浅基础水平承载力弱化曲线。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述循环波浪荷载参数包括循环波浪荷载幅值，所述基于所述评估策略和所述各预设时刻分别对应的循环波浪荷载参数评估所述浅基础模型的水平承载力，包括：从所述各预设时刻分别对应的所述循环波浪荷载幅值中，筛选出所述循环波浪荷载幅值的最大值；从所述浅基础水平承载力弱化曲线中确定出所述水平承载力的最小值；将所述水平承载力的最小值与所述循环波浪荷载幅值的最大值进行比较，生成比较结果；基于所述比较结果评估所述浅基础模型的水平承载力。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述比较结果评估所述浅基础模型的水平承载力，包括：
当所述比较结果为所述水平承载力的最小值小于或等于所述循环波浪荷载幅值的最大值时，确定所述浅基础模型的水平承载力弱。8.根据权利要求7所述的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：张泽超，张炜，徐海滨，王卫，于光明，陈立，校建东，王浩，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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