一种基坑支护结构温度附加轴力和温度附加位移的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基坑支护结构温度附加轴力和温度附加位移的计算方法，基于位移协调方程

【技术实现步骤摘要】
一种基坑支护结构温度附加轴力和温度附加位移的计算方法


[0001]本专利技术属于基坑支护结构温度力学响应分析
，尤其涉及一种基坑支护结构温度附加轴力和温度附加位移的计算方法
。

技术介绍

[0002]基坑开挖过程中环境温度变化对基坑支护结构带来的影响不可忽略
。
目前关于温度对基坑支护结构影响的研究多集中于基坑支撑结构附加轴力的计算方法，研究对象多为均质土体中的简单对称结构，相关计算模型多基于温克尔地基模型而未考虑土体剪切效应
、
土层分布状况及基坑断面的复杂型式，对于实际中具有复杂地质条件及复杂结构型式的基坑工程适用性较差，因而在复杂基坑的设计施工中，使用现有理论计算往往过程繁复
、
结果存在偏差，甚至无法准确建立模型进行计算
。
[0003]所以亟需研发出一种基坑支护结构温度附加轴力和温度附加位移的计算方法来解决上述问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题设计了一种基坑支护结构温度附加轴力和温度附加位移的计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基坑支护结构温度附加轴力和温度附加位移的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
基于研究基坑断面处的地层条件和支撑位置建立温度效应分析模型；
S2、
根据温度效应分析模型，基于双参数弹性地基理论和欧拉
‑
伯努利梁理论建立各围护结构和与各围护结构相连的支撑
、
坑外土体三者的应力应变关系；
S3、
使用中心差分算法建立温度效应分析模型的差分方程，引入围护结构边界条件方程和连续条件方程，得到围护结构位移系数矩阵；
S4、
建立围护结构位移系数矩阵
、
各支撑柔度矩阵和支撑单位力矩阵之间的联系，编写
MATLAB
计算程序，求解基坑围护结构温度效应附加位移和支撑温度效应附加轴力
。2.
根据权利要求1所述的一种基坑支护结构温度附加轴力和温度附加位移的计算方法，其特征在于，步骤
S1
包括以下步骤：
S101、
根据勘探资料和基坑设计文件，确定研究断面各围护结构外的土层分界线和研究断面支撑作用点位置；
S102、
根据土层分界线和支撑作用点位置将各围护结构划分为多个子段；
S103、
根据地勘资料或室内试验确定土层物理力学参数，根据设计资料确定支护结构物理力学参数
。3.
根据权利要求2所述的一种基坑支护结构温度附加轴力和温度附加位移的计算方法，其特征在于，步骤
S2
包括以下步骤：
S201、
确定围护结构外侧土体水平抗力系数，求解坑外土体均布抗力；
S202、
根据双参数弹性地基理论和欧拉
‑
伯努利梁理论建立梁转角
、
内力
、
位移间的关系；
S203、
根据坑外土体均布抗力和梁转角
、
内力
、
位移间的关系，建立基坑围护结构挠曲微分方程
。4.
根据权利要求3所述的一种基坑支护结构温度附加轴力和温度附加位移的计算方法，其特征在于，步骤
S3
包括以下步骤：
S301、
将步骤
S102
中各子段继续划分为长度一致的有限差分段，取差分段分界处为差分点，差分点编号为
i
；
S302、
使用中心差分算法计算各差分点处的1～4阶导数；
S303、
依据差分点处的1～4阶导数建立围护结构子段的挠曲差分方程和各差分点的转角
、
弯矩
、
剪力的差分方程；
S304、
依据围护结构端部
、
底部边界条件和支撑作用点处连续条件建立补充方程
。5.
根据权利要求4所述的一种基坑支护结构温度附加轴力和温度附加位移的计算方法，其特征在于，步骤
S4
包括以下步骤：
S401、
联立围护结构的挠曲差分方程
、
围护结构边界条件方程
、
围护结构连续条件方程，形成有限差分方程组；
S402、
使用
MATLAB
数值分析软件求解有限差分方程组，输入基坑...

【专利技术属性】
技术研发人员：马龙祥，廖杰，王文昊，姬繁，高星，喻伟，汪波，高筠涵，
申请(专利权)人：中铁南方投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：