一种建筑物地下土体压力变化测量方法与流程

本发明涉及土体压力测量，具体涉及一种建筑物地下土体压力变化测量方法。

背景技术：

1、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。

2、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

1、为了解决上述技术问题，本发明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：

2、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；

3、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；

4、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。

5、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：

6、z=nx2+mx；

7、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。

8、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：

9、；

10、；

11、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；

12、将屈服应力函数绘制成屈服应力函数曲线。

13、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。

14、进一步地，步骤s3中：

15、计算土体压力f与土体深度h的关系为：

16、；

17、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。

18、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：

19、；

20、其中，为土体位移的极限。

21、进一步地，计算土体随含水层厚度变化的压力变化f0:

22、；

23、其中，poa,pob,poc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。

24、相比于现有技术，本发明具有如下有益技术效果：

25、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。

技术特征：

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：

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：

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：

4.根据权利要求3中所述的土体压力变化测量方法，其特征在于，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。

5.根据权利要求3中所述的土体压力变化测量方法，其特征在于，步骤s3中：

6.根据权利要求5中所述的土体压力变化测量方法，其特征在于，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：

7.根据权利要求6中所述的土体压力变化测量方法，其特征在于，计算土体随含水层厚度变化的压力变化f0:

技术总结
本发明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、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。

技术研发人员：余忠祥,周圆圆,周宗强,汪继葵,程伟仙,方超杰
受保护的技术使用者：天津风霖物联网科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16