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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及悬索桥锚碇结构领域,尤其涉及一种锚碇安全评估方法、电子设备及介质。
技术介绍
1、隧道式锚碇是悬索桥锚碇的主要承载形式之一,其设计理念是依靠锚块下大上小的几何特征夹持周围岩体协同承载,但因目前对锚块和岩体间的协同受力过程、受力机理等方面认识尚不全面,工程上仍保守的采用“重力承载”的理念对隧道式锚碇进行设计。
2、隧道式锚碇承载能力依赖于锚碇自身重力承载和锚碇“夹持”承载两方面。从锚碇-岩体的协同受力机理来看,隧道式锚碇的承载呈阶段性特征,重力承载优先于夹持承载发挥效力,在锚碇重力所发挥的承载力很大的情况下,夹持承载力没有机会发挥作用或仅能发挥一部分作用。因此,不仅要重视隧道式锚碇的极限承载能力,也应重视隧道式锚碇的重力承载能力。
3、当前的设计理念是将锚块视为一个整体,假定锚-岩界面自重应力均匀分布分析隧道式锚碇的承载能力。实际上,隧道式锚碇的锚块是下大上小且倾斜放置的倒塞型块体,这一几何特征决定了自重应力在锚-岩界面绝非均匀分布。由于锚块规模往往较大,自重应力的不均匀程度可能很大。这种不均匀性可能会使锚碇-岩体界面的某些点率先达到抗剪强度峰值而产生局部破坏,继而引发锚碇的整体破坏。在这种情况下采用应力均匀假定可能会高估锚碇的“重力承载”能力和极限承载力。
4、此外,因锚-岩界面应力由自重应力和夹持应力共同构成,若自重应力按均匀分布考虑,则锚-岩界面应力峰之点位置取决于夹持应力峰值,而实际上,应力峰值点应为两者之和最大处。峰值位置和数值的错判会影响夹持承载力和极限承载力的结果,因
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足之处,本专利技术的目的在于提供一种锚碇安全评估方法、电子设备及介质。
2、为了达到上述目的,本专利技术采取了以下技术方案:
3、一方面,本专利技术提供一种锚碇安全评估方法,包括:
4、获取锚碇的设计参数以及条块划分参数;所述设计参数包括锚碇的尺寸数据;所述条块划分参数包括对所述锚碇划分的条块体的数量;
5、基于条块划分参数和所述设计参数对所述锚碇自重应力进行计算,得到所述锚碇的自重应力数据;所述自重应力数据包括所有所述条块体的自重应力参数;
6、基于所述自重应力数据获取所述锚碇的评估结果,所述评估结果包括锚碇自重承载力和极限承载力。
7、进一步的,基于条块划分参数和所述设计参数对所述锚碇自重应力进行计算,得到所述锚碇的自重应力数据,具体包括:
8、基于所述条块划分参数将所述锚碇沿缆索中心线方向等间距划分为多个条块体;
9、获取多个所述条块体中的典型条块的体积;
10、根据各所述条块体与所述典型条块的第一体积系数,得到各所述条块体的体积以及自重应力参数。
11、进一步的,获取所述典型条块的体积,具体包括:
12、获取锚碇对应的外接棱台,并得到所述锚碇与所述外接棱台的第二体积系数;
13、基于所述条块划分参数对所述外接棱台沿缆索中心线方向等间距划分为多个条块外接体;
14、获取典型条块对应的条块外接体的体积,进而基于所述第二体积系数得到所述典型条块的体积。
15、进一步的,条块的体积的技术公式为:
16、vcm=λ·vc;
17、其中,vcm为典型条块的体积,vc为典型条块对应的条块外接体的体积;λ为所述第二体积系数。
18、进一步的,所述第一体积系数包括第一高度比和第一宽度比;各所述条块体的体积计算公式为:
19、vi=λb·λh·vcm;
20、其中,vi为i号条块体的体积;vcm为所述典型条块的体积;λh为第一高度比;λb为第一宽度比。
21、进一步的,各所述条块体的自重应力参数的计算公式为:
22、
23、其中,为i号条块体的自重应力参数;α为锚碇倾角;γ为重度;vi为i号条块体的体积;λb为第一宽度比;δl为条块体的厚度;r为后锚面拱顶半径。
24、进一步的,基于所述自重应力数据获取所述锚碇的评估结果,具体包括:
25、根据锚碇各条块自重应力数据以及所述设计参数得到所述锚碇自重承载力;
26、基于所述锚碇自重承载力与夹持效应对应的附加应力数据,确定锚碇-岩体界面应力峰值,进而得到所述极限承载力。
27、进一步的,所述设计参数包括锚碇倾角、锚碇夹持角、内摩擦角;所述锚碇自重承载力的计算公式为:
28、
29、其中,pg为锚碇自重承载力,为i号条块体的自重应力参数,g为锚碇总重量,α为锚碇倾角,β为锚碇夹持角,c为内聚力,φ为内摩擦角,ai为各条块与岩体的接触面积;
30、所述极限承载力的计算公式为:
31、pult1=pg+pa;
32、其中,pult1为锚碇极限承载力,pg为锚碇自重承载力,pa为附加应力提供的夹持承载力。
33、另一方面,本专利技术提供一种电子设备,包括:
34、存储器,用于存储计算机程序;
35、处理器,在执行所述计算机程序时实现所述的方法。
36、另一方面,本专利技术提供一种计算机可读介质,存储有计算机程序,所述计算机程序在被处理器执行时实现所述的方法。
37、相较于现有技术,本专利技术提供的一种锚碇安全评估方法、电子设备及介质,具有以下有益效果:
38、本专利技术提供的锚碇安全评估方法,通过将锚碇进行条块划分,通过分别求出每个条块体的自重应力参数,得到锚碇的自重应力数据,针对当前隧道式锚碇承载力计算时以均布假定估算锚碇自重应力不符合工程实际的问题,使得针对锚碇的自重应力数据更加符合锚碇的实际情况。进而能够准确评估锚碇的整体安全情况,特别是针对可能存在某些点率先达到抗剪强度峰值而产生局部破坏,继而引发锚碇的整体破坏的情况,能够有效的提前预警,并且在这种情况下精准得到锚碇的“重力承载”能力和极限承载力。
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1.一种锚碇安全评估方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的锚碇安全评估方法,其特征在于,基于条块划分参数和所述设计参数对所述锚碇自重应力进行计算,得到所述锚碇的自重应力数据,具体包括:
3.根据权利要求2所述的锚碇安全评估方法,其特征在于,获取所述典型条块的体积,具体包括:
4.根据权利要求3所述的锚碇安全评估方法,其特征在于,条块的体积的技术公式为:
5.根据权利要求2所述的锚碇安全评估方法,其特征在于,所述第一体积系数包括第一高度比和第一宽度比;各所述条块体的体积计算公式为:
6.根据权利要求5所述的锚碇安全评估方法,其特征在于,各所述条块体的自重应力参数的计算公式为:
7.根据权利要求1所述的锚碇安全评估方法,其特征在于,基于所述自重应力数据获取所述锚碇的评估结果,具体包括:
8.根据权利要求7所述的锚碇安全评估方法,其特征在于,所述设计参数包括锚碇倾角、锚碇夹持角、内摩擦角;所述锚碇自重承载力的计算公式为:
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
10.一
...【技术特征摘要】
1.一种锚碇安全评估方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的锚碇安全评估方法,其特征在于,基于条块划分参数和所述设计参数对所述锚碇自重应力进行计算,得到所述锚碇的自重应力数据,具体包括:
3.根据权利要求2所述的锚碇安全评估方法,其特征在于,获取所述典型条块的体积,具体包括:
4.根据权利要求3所述的锚碇安全评估方法,其特征在于,条块的体积的技术公式为:
5.根据权利要求2所述的锚碇安全评估方法,其特征在于,所述第一体积系数包括第一高度比和第一宽度比;各所述条块体的体积计算公式为:
<...【专利技术属性】
技术研发人员:王东英,张雪松,刘路路,叶雯,陆耀波,杨清源,
申请(专利权)人:广州番禺职业技术学院,
类型:发明
国别省市:
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