一种建筑物地下土体压力变化测量方法技术

本发明专利技术提出了一种建筑物地下土体压力变化测量方法，涉及土体压力测量技术领域，选择待检测土体压力变化检测点位置，安装土体压力传感器，将多个压力传感器布置成圆锥台体；根据多个压力传感器测得的压力，构建圆锥台破裂面的屈服应力函数曲线；根据屈服应力函数曲线判断土体是否达到屈服状态，计算土体达到屈服状态时的土体压力与深度

【技术实现步骤摘要】
一种建筑物地下土体压力变化测量方法


[0001]本专利技术涉及土体压力测量
，具体涉及一种建筑物地下土体压力变化测量方法
。

技术介绍

[0002]随着经济的发展，地下空间得到越来越多的开发和利用，例如城市地铁隧道
、 深基坑
、
竖井
、
巷道等地下工程得到广泛建设
。
土木工程建设中在建筑物荷载作用下地基变形是建设过程中关切点之一，也是施工控制的关键指标之一，尤其在软土地基上高速公路
、
高速铁路等交通工程施工过程中，沉降问题常常直接控制工程的施工进度和运营期道路的服务水平
。
因此
,
为控制路基的沉降 ,
指导路基上建筑物的施工
,
必须对建筑物施工及使用过程的地基沉降进行动态监测，指导施工过程
。
[0003]现有的土体表面局部压力测量采用电磁位移计，可以测量被测对象上下两个表面之间的位移，但是很难高精度测量被测对象中间局部的应变和变形
。
然而，局部的小位移会影响到被测对象的力学性能计算，如土体的局部小应变的力学特性关系到基坑开挖引起临近建筑物的变形计算，同时也会影响隧道开挖引起的沉降计算
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种建筑物地下土体压力变化测量方法，包括如下步骤：
S1、
选择待检测土体压力变化检测点位置，安装土体压力传感器，将多个压力传感器布置成圆锥台体；
S2、
根据多个压力传感器测得的压力，构建圆锥台破裂面的屈服应力函数曲线；
S3、
根据屈服应力函数曲线判断土体是否达到屈服状态，计算土体达到屈服状态时的土体压力与深度
、
位移和时间的关系以及土体随含水层厚度不同的压力变化
。
[0005]进一步地，圆锥台状压力传感器包含的土体被分为一
、
二两个区域，在一区和二区之间的破裂面方程为：
z=Nx2+Mx
；其中，
z
为法向坐标，
x
为剪切向坐标，
N
为圆锥台的高度，
M
为圆锥台顶面的直径
。
[0006]进一步地，步骤
S2
中，构建圆锥台破裂面的屈服应力函数，屈服应力函数满足如下公式：；；其中，为法向应变速率；为剪切向应变速率；为一区的多个压力传感器测得的剪切向压力的均值与二区的多个压力传感器测得的剪切向压力的均值的差值；为一区的多个压力传感器测得的法向压力的均值与二区的多个压力传感器测得的法向压力的均
值的差值；为土体与破裂面的摩擦角
,c
为土体黏聚力；将屈服应力函数绘制成屈服应力函数曲线
。
[0007]进一步地，当屈服应力函数曲线符合预设的标准屈服状态函数曲线时，土体达到屈服状态
。
[0008]进一步地，步骤
S3
中：计算土体压力
F
与土体深度
H
的关系为：；其中，为圆锥台侧面与底面倾角，为圆锥台底面半径，为土体与破裂面的摩擦角，为土体黏聚力
。
[0009]进一步地，根据土地位移
s
和经历时间
t
对土体压力的影响，将随位移和时间变化后的压力表示为：；其中，为土体位移的极限
。
[0010]进一步地，计算土体随含水层厚度变化的压力变化
F0:
；其中，
p
oa
,p
ob
,p
oc
分别为含水层顶点的压力
、
非含水层顶点的压力和底点的压力，
n
为含水层土体的孔隙率，
h1是含水层土体的厚度，为含水层土体的摩擦系数，
h2是含水层以下土体的厚度
。
[0011]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益技术效果：选择待检测土体压力变化检测点位置，安装土体压力传感器，将多个压力传感器布置成圆锥台体；根据多个压力传感器测得的压力，构建圆锥台破裂面的屈服应力函数曲线；根据屈服应力函数曲线判断土体是否达到屈服状态，计算土体达到屈服状态时的土体压力与深度
、
位移和时间的关系以及土体随含水层厚度不同的压力变化
。
满足了建筑物地下土体内部压力的测量参数需求
。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0013]图1为本专利技术的建筑物地下土体压力变化测量方法的流程示意图；图2为本专利技术的多个压力传感器布置成圆锥台状的结构示意图；图3为圆锥台状压力传感器包含的土体被分为一
、
二两个区域考虑示意图；图4为为不同角度时测得的土体压力随圆锥台高度变化的曲线
。
具体实施方式
[0014]为使本申请实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围
。
[0015]在本专利技术的具体实施例附图中，为了更好
、
更清楚的描述系统中的各元件的工作原理，表现所述装置中各部分的连接关系，只是明显区分了各元件之间的相对位置关系，并不能构成对元件或结构内的信号传输方向
、
连接顺序及各部分结构大小
、
尺寸
、
形状的限定
。
[0016]如图1所示，为本专利技术的建筑物地下土体压力变化测量方法的流程示意图，该土体压力变化测量方法包括如下步骤：
S1、
选择待检测土体压力变化检测点位置，安装土体压力传感器，将多个压力传感器布置成圆锥台状
。
[0017]在基坑开挖过程中，时时监测并采集各埋深点位的土体压力值
。
混凝土硬化后，土压力盒基于注浆袋与灌注桩及桩后土体紧密接触，确保了土体压力的传递路径；通过采集监测装置中土压力传感器数据即可直接得到桩后测点位置的土体压力及其他数据，将数据传输到数据记录系统，并对收集到的土体压力等数据进行分析，分析土体压力的变化情况和影响因素
。
[0018]将多个压力传感器布置成圆锥台状，如图2所示，为圆锥台状压力传感器纵向截面示意图
。
[0019]S2、
根据多个压力传感器测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种建筑物地下土体压力变化测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、
选择待检测土体压力变化检测点位置，安装土体压力传感器，将多个压力传感器布置成圆锥台体；
S2、
根据多个压力传感器测得的压力，构建圆锥台破裂面的屈服应力函数曲线；
S3、
根据屈服应力函数曲线判断土体是否达到屈服状态，计算土体达到屈服状态时的土体压力与深度
、
位移和时间的关系以及土体随含水层厚度不同的压力变化
。2.
根据权利要求1中所述的土体压力变化测量方法，其特征在于，圆锥台状压力传感器包含的土体被分为一
、
二两个区域，在一区和二区之间的破裂面方程为：
z=Nx2+Mx
；其中，
z
为法向坐标，
x
为剪切向坐标，
N
为圆锥台的高度，
M
为圆锥台顶面的直径
。3.
根据权利要求2中所述的土体压力变化测量方法，其特征在于，步骤
S2
中，构建圆锥台破裂面的屈服应力函数，屈服应力函数满足如下公式：；；其中，为法向应变速率；为剪切向应变速率；为一区的多个压力传感器测得的剪切向压力的均值与二区的多个压力传感器测得的剪切向压力的均值的差值；为一区的多个压力传感器测得的法向压力的均值与二区的多个压力传感器测得的法向压力的均值的差值；为土体与破裂面的摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：余忠祥，周圆圆，周宗强，汪继葵，程伟仙，方超杰，
申请(专利权)人：天津风霖物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：