一种重力式混凝土挡墙缺陷程度分类评价模型的制作方法

本发明涉及地质工程领域，尤其涉及一种重力式混凝土挡墙缺陷程度分类评价模型。
背景技术：
：抗滑挡墙工程作为实现抗力平衡的支挡工程措施，在边坡和地质灾害治理中被广泛应用，是最常见的支挡工程之一，且较多作为骨干抗滑工程，其中重力式混凝土挡墙是采用最普遍的结构型式之一。经过我国近几十年高速经济建设，基础工程得到了长足的发展，受各因素影响，有大量在役或接近期限的挡墙出现墙体倾斜、墙身剪切、墙面开裂等问题，其抗滑能力不足于继续提供安全保障，急待开展修复、加固或重建。目前针对在役重力式混凝土挡墙缺陷程度分类的研究仍处于初步探索阶段，缺乏专门的缺陷检测规程和手段。而有关挡墙工程缺陷程分类系统仍属于空白，缺少准确、便捷的缺陷程度分类系统，来指导抗滑挡墙的缺陷评定和修复加固，与行业现实需求形成巨大反差。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种重力式混凝土挡墙缺陷程度分类的量化评价系统，本发明提出了4项主要影响指标，按照分级评判模式，依次按照关键指标评定和综合量化评分评定的顺序，提出了一种重力式混凝土挡墙的缺陷分类评价模型。一种重力式混凝土挡墙缺陷程度分类评价模型，该模型为：x＝f1×m1+f2×m2+f3×m3+f4×m4其中，x为总分值，m1、m2、m3、m4为权重；f1为滑移距离、f2为沉陷位移、f3为倾斜程度、f4为裂缝密度；当0≤x≤40时，属于一般缺陷；当40＜x≤60时，属于中等缺陷；当60＜x≤80时，属于严重缺陷；当80＜x≤100时，属于失效或破坏级；且当f1、f2、f3其中的一项大于设定对应阈值时，属于失效或破坏级。进一步地，如上所述的模型，所述f1对应的阀值为0.3m。进一步地，如上所述的模型，所述f2对应的阀值为0.3m。进一步地，如上所述的模型，所述f3对应的阀值为θ＞10°。本发明的有益效果是：该模型简单、结果准确，通过现场量测直接确定缺陷指标值，量化了指标系统，克服了因专家打分带来的随机性问题，分类标准得当，操作简便，现场适宜性较强，填补了地质灾害防治领域工程缺陷分类评价方法的空白。附图说明图1为本发明模型方法流程图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本申请提出了4项重力式混凝土挡墙缺陷等级分类的指标因子，按照分级评判模式，依次按照关键指标评定和综合量化评分评定的顺序，提出了一种重力式混凝土挡墙的缺陷分类评价模型。一、重力式混凝土挡墙缺陷等级分类评价模型1、评价方法本发明重力式混凝土挡墙缺陷等级分类评价采用分级判别模式，针对单体工程结构依次进行“关键指标评定”和“综合量化评分评定”的评价方法。2、评价顺序按分级判别模式，依次开展“关键指标评定”和“综合量化评分评定”。关键指标评定：某些单项关键指标直接影响工程结构的整体稳定性，只要其中1项指标超过某量值(阈值)，即可直接判定工程结构失效。综合量化评分评定：若某工程缺陷的单项关键指标均在阈值范围内，则通需要过各分项指标依次进行缺陷状况量化评分，根据各指标的权重按照评定模型计算得出单体重力式混凝土挡墙的缺陷状况。3、适用范围仅适用于在工程设计运行期内单体重力式混凝土挡墙缺陷状况的评定。不适用情况：(1)其它结构型式或砌体材料的挡墙；(2)长距离重力式混凝土挡墙，不得整体套用本评价方法，建议按照结构单元分段进行评价；(3)斜坡滑动面位于挡墙基础以下，或岩土体从墙顶越顶剪出的情况，该情况可直接判定为工程失效。二、重力式混凝土挡墙缺陷状况等级分类根据工程结构变形特征、缺陷形式和程度、工程安全运行趋势，将重力式混凝土挡墙缺陷状况分成ⅰ类、ⅱ类、ⅲ类、ⅳ类，见表1。表1重力式混凝土挡墙缺陷状况等级分类三、缺陷评价指标的选取与量测方法通常重力式混凝土挡墙工程结构由混凝土、砂浆等材料砌筑而成，工程缺陷的形成是多因素耦合所致，缺陷的直观反映为裂缝和位移，其发育程度表征着挡墙工程缺陷发生发展直至破坏的特性。虽然重力式混凝土挡墙结构具有多种形式(按墙背坡度包括仰斜、俯斜、直立3种类型)，但其工程缺陷发展的变形破坏方式是较为一致的，归纳起来包括滑移、沉陷、倾覆、墙身剪切4种类型。通过大量的现场样本的量测数据分析和贡献率计算，最终选定“滑移距离f1”、“沉陷位移f2”、“倾斜程度(墙顶位移/墙高)f3”、“裂缝密度f4(裂缝总长/墙面面积)”4个控制性指标运用到评估模型中，亦对应挡墙变形破坏的4种类型。滑移距离f1：是表征由于水平抗力不足引起墙身的整体滑动位移的数量值，单位m；沉陷位移f2：是表征着挡墙由于竖向地基承载力不足导致的墙身整体沉降位移的数量值，单位m；倾斜程度f3：是表征着挡墙因抵抗转矩不足所产生的绕墙趾转动发生倾覆式变形严重程度的关键指标，该指标由墙体倾斜角度θ的正切值来表示(即，墙顶位移/墙高)，无量纲；裂缝密度f4：是表征着墙身受外力或风化营力作用发生墙面开裂损伤程度的主要指标，该指标由单位面积上的裂缝长度来表示，单位m-1。由于重力式混凝土挡墙是主体部分位于地表，上述主要缺陷指标均可由肉眼就能进行初步的判断，采用罗盘、皮尺、测绳等简单便捷的量测方法便可进行关键指标数据的量值获取。四、缺陷状况评价细则1、关键指标评定如图1所示，“滑移距离f1”、“沉陷位移f2”、“倾斜程度f3”3项核心指标起着关键影响，只要有其中1项关键指标超过某量值(阈值，见表1)，即可判定工程结构失效或破坏(第ⅳ类)。表1关键指标的阈值关键指标滑移距离f1沉降位移f2倾斜程度f3阈值s＞0.3ms＞0.3mθ＞10°2、综合量化评分评定若关键指标均小于阈值，则需通过模型计算评分来综合判别工程缺陷程度。(1)总分值x为各自分值乘以权重后的总和，即x＝f1×m1+f2×m2+f3×m3+f4×m4(1)最后由x值大小判断，重力式混凝土挡墙工程缺陷等级分类：x≤40时，为一般缺陷(ⅰ)；40＜x≤60，为中等缺陷(ⅱ)；60＜x≤80时，为严重缺陷(ⅲ)；x＞80时，为失效或破坏(ⅳ)。表2重力式混凝土挡墙缺陷状况等级分类界限表(2)指标权重指标权重可直接套用软件内置的权重数值。该数值来源于典型重力式混凝土挡墙防治工程案例的现场测量和大样本量各指标贡献率统计。对于有统计样本的地区，可采用指标权重的计算的方法来确定各指标权重的数值，计算方法选用层次分析法进行。(3)指标分级标准重力式混凝土挡墙工程缺陷分类评价标准详见表3，其指标的分级标准结合相关规范、现场统计分析和经验来综合判定。其中重力式混凝土挡墙发生明显的整体滑移变形，说明墙底基础已形成不可逆的缺陷，其阻滑能力大幅度下降，因此产生此类变形，均应直接判定为严重缺陷(ⅲ)以上等级。表3抗滑挡墙缺陷分类评价标准表注：评分数值可选用区间插线法取值实施例一某二级公路k10+120m～k10+150m段边坡重力式混凝土挡墙工程，在运行12年后出现墙体整体滑移和墙身密集裂纹的现象，经现场测量，墙体整体水平滑移距离达0.5m，强身裂缝密度0.76m-1(裂缝总长23.18m/墙面面积30.50m2)。根据单体重力式混凝土挡墙缺陷等级分类评价方法，符合“关键指标评定”中单项指标之一的“墙体滑移f1”超过阈值0.3m(即f1＞0.3m)，则该重力式凝混土挡墙整体缺陷状况直接评定为第ⅳ类。实施例二如图1所示。某小型土质滑坡治理工程选用重力式混凝土挡墙作为骨干抗滑工程，在运行8年后，于挡墙中部段出现墙体沉陷、墙体倾斜和墙身裂缝等缺陷现象。经现场测量数值如表3所示。表4某滑坡治理工程重力式混凝土挡墙缺陷特征表根据单体重力式混凝土挡墙缺陷等级分类评价方法，进行分级判别：(1)关键指标评定由表3可见该段挡墙所有缺陷关键指标均未超出阈值，因此则需通过模型计算综合量化评分评定工程缺陷程度。(2)综合量化评分评定经各指标权重计算，“滑移距离f1”权重为m1，取值为0.15；“沉陷位移f2”权重为m2，取值为0.3；“倾斜程度f3”权重为m3，取值为0.35；“裂缝密度f4”权重为m4，取值为0.2；权重上m1+m2+m3+m4＝1。最后，代入公式(1)计算得总分值x：x＝f1×m1+f2×m2+f3×m3+f4×m4＝0×0.15+44×0.3+55×0.35+62×0.2＝44.85该段重力式混凝土挡墙缺陷状况得分44.85分，根据表2等级分类属于第ⅱ类中等缺陷。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12