【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数字孪生，更具体地，涉及一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造方法及系统。
技术介绍
1、数字孪生是指通过数字模型和实时数据反映和模拟实际物理系统、过程或设备的技术。数字孪生广泛应用于工业、制造、能源、医疗等领域，以优化运营、提高效率、降低成本，并支持决策制定。以下是数字孪生技术的一些现状：
2、制造业和工业应用：数字孪生被广泛用于制造业，模拟和优化生产过程、预测设备故障、提高生产效率。工业设备的数字孪生模型可以帮助监测实时数据，进行预测性维护，降低停机时间。
3、建筑和基础设施：在建筑和基础设施领域，数字孪生技术用于设计、规划和管理建筑物和城市基础设施。这有助于优化能源利用、改善建筑性能，并提高城市可持续性。
4、医疗领域：数字孪生可用于创建个体化的患者模型，以优化手术计划、仿真手术过程，提高医学培训水平，并支持治疗决策。
5、能源和环境：在能源行业，数字孪生模型可以用于优化能源生产和分配系统，提高能源效率。在环境方面，数字孪生也可用于模拟气候变化、预测自然灾害等。
6、但是现有技术中对超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生的技术方案较少，且并不能提供相关结构各种指数的数字孪生。
技术实现思路
1、为解决以上技术问题，本专利技术提出一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造方法，包括：
2、获取管桩基础信息和支护结构信息，其中，所述管桩基础信息包括：管桩基础的截面面积、管桩基础的直径、管桩
3、设置管桩基础承载力评价模型，并根据所述管桩基础信息，计算管桩基础的当前承载力指数，设置支护结构稳定性评价模型，并根据所述支护结构信息，计算支护结构的稳定性指数；
4、将管桩基础的当前承载力指数、支护结构的稳定性指数、所述管桩基础信息和所述支护结构信息，进行显示，已完成数字孪生。
5、进一步的，所述管桩基础承载力评价模型包括：
6、
7、其中，qult为管桩基础的当前承载力指数，ks为土壤的密度，as为管桩基础的截面面积，fy为管桩基础的材料的屈服强度，γf为标准安全系数，cr为岩石峰值摩擦力，d为管桩基础的直径，l为管桩基础的长度，p为管桩基础的荷载，α为第一调整因子，β为第二调整因子，q′为管桩基础的原始承载力，e为管桩基础的弹性模量，i为管桩基础的截面惯性矩，ω为激励频率，t为时间，δh为管桩基础的当前高度变化量，h为管桩基础的原始高度。
8、进一步的，所述激励频率ω包括：
9、
10、其中，f为管桩基础的振动的基频频率，α′为荷载调整因子，β′为结构刚度调整因子，q为管桩基础的结构刚度，δ为振动激励的相位，γ为耦合系数，∈为由于外部环境影响而产生的噪声值，ω0为管桩基础的自振频率，ζ为振动调整因子。
11、进一步的，所述支护结构稳定性评价模型包括：
12、
13、其中，f稳为支护结构的稳定性指数，σ内为支护结构内部的应力场，a内为支护结构的内截面，σ外为支护结构外部的应力场，a外为支护结构的外截面，m内为支护结构内部的弯矩，m外为支护结构外部的弯矩，p内为支护结构内部受到的荷载，p外为支护结构外部受到的荷载，α″为支护结构荷载的第一调整因子，β″为支护结构荷载的第二调整因子，d内为支护结构内部的变形场，d外为支护结构外部的变形场。
14、进一步的，所述激励频率ω用于所述管桩基础的描述弹性振动。
15、本专利技术还提出一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造系统，包括：
16、获取数据模块，用于获取管桩基础信息和支护结构信息，其中，所述管桩基础信息包括：管桩基础的截面面积、管桩基础的直径、管桩基础的长度、管桩基础的荷载，所述支护结构信息包括：支护结构内部的应力场、支护结构的内截面、支护结构外部的应力场、支护结构的外截面；
17、设置模型模块，用于设置管桩基础承载力评价模型，并根据所述管桩基础信息，计算管桩基础的当前承载力指数，设置支护结构稳定性评价模型，并根据所述支护结构信息，计算支护结构的稳定性指数；
18、数字孪生模块，用于将管桩基础的当前承载力指数、支护结构的稳定性指数、所述管桩基础信息和所述支护结构信息，进行显示，已完成数字孪生。
19、进一步的，所述管桩基础承载力评价模型包括：
20、
21、其中，qult为管桩基础的当前承载力指数，ks为土壤的密度，as为管桩基础的截面面积，fy为管桩基础的材料的屈服强度，γf为标准安全系数，cr为岩石峰值摩擦力，d为管桩基础的直径，l为管桩基础的长度，p为管桩基础的荷载，α为第一调整因子，β为第二调整因子，q′为管桩基础的原始承载力，e为管桩基础的弹性模量，i为管桩基础的截面惯性矩，ω为激励频率，t为时间，δh为管桩基础的当前高度变化量，h为管桩基础的原始高度。
22、进一步的，所述激励频率ω包括：
23、
24、其中，f为管桩基础的振动的基频频率，α′为荷载调整因子，β′为结构刚度调整因子，q为管桩基础的结构刚度，δ为振动激励的相位，γ为耦合系数，∈为由于外部环境影响而产生的噪声值，ω0为管桩基础的自振频率，ζ为振动调整因子。
25、进一步的，所述支护结构稳定性评价模型包括：
26、
27、其中，f稳为支护结构的稳定性指数，σ内为支护结构内部的应力场，a内为支护结构的内截面，σ外为支护结构外部的应力场，a外为支护结构的外截面，m内为支护结构内部的弯矩，m外为支护结构外部的弯矩，p内为支护结构内部受到的荷载，p外为支护结构外部受到的荷载，α″为支护结构荷载的第一调整因子，β″为支护结构荷载的第二调整因子，d内为支护结构内部的变形场，d外为支护结构外部的变形场。
28、进一步的，所述激励频率ω用于所述管桩基础的描述弹性振动。
29、通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
30、本专利技术获取管桩基础信息和支护结构信息，其中，所述管桩基础信息包括：管桩基础的截面面积、管桩基础的直径、管桩基础的长度、管桩基础的荷载，所述支护结构信息包括：支护结构内部的应力场、支护结构的内截面、支护结构外部的应力场、支护结构的外截面；设置管桩基础承载力评价模型，并根据所述管桩基础信息，计算管桩基础的当前承载力指数，设置支护结构稳定性评价模型，并根据所述支护结构信息，计算支护结构的稳定性指数；将管桩基础的当前承载力指数、支护结构的稳定性指数、所述管桩基础信息和所述支护结构信息，进行显示，已完成数字孪生。本专利技术通过以上技术方案，能够管桩基础的当前承载力指数和支护结构的稳定性指数，并进行数字孪生，从而为再后的施工建设提供数据支撑。...
【技术保护点】
1.一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造方法，其特征在于，所述管桩基础承载力评价模型包括：
3.如权利要求2所述的一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造方法，其特征在于，所述激励频率ω包括：
4.如权利要求1所述的一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造方法，其特征在于，所述支护结构稳定性评价模型包括：
5.如权利要求3所述的一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造方法，其特征在于，所述激励频率ω用于所述管桩基础的描述弹性振动。
6.一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造系统，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述的一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造系统，其特征在于，所述管桩基础承载力评价模型包括：
8.如权利要求7所述的一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造系统，其特征在于，所述激励频率ω包括：
9.如权利要求6所述的一种超大直径管桩基础及其支护结
10.如权利要求8所述的一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造系统，其特征在于，所述激励频率ω用于所述管桩基础的描述弹性振动。
...【技术特征摘要】
1.一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造方法，其特征在于，所述管桩基础承载力评价模型包括：
3.如权利要求2所述的一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造方法，其特征在于，所述激励频率ω包括：
4.如权利要求1所述的一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造方法，其特征在于，所述支护结构稳定性评价模型包括：
5.如权利要求3所述的一种超大直径管桩基础及其支护结构数字孪生建造方法，其特征在于，所述激励频率ω用于所述管桩基础的描述弹性振动。
...【专利技术属性】
技术研发人员：伍敏，肖伟荣，石兵，商凯，陈康，胡鹏，
申请(专利权)人：中国铁建港航局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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