平均固结度获取方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及工程建筑技术领域，尤其涉及一种平均固结度获取方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

随着时代的发展，对建筑物的稳定性要求也越来越高，以保证安全性。例如，在石油技术领域，油气站场、钻井现场等建筑物的地基均需进行加固处理，以满足稳定性的要求，保证工程安全与工程进度。固结度是表征土层或土样固结程度的参数，在实际应用中，常通过获取地基的固结度来确定地基是否满足稳定性要求。

现有技术中，采用高木俊介法计算地基的平均固结度，但是由于高木俊介法步骤较多，计算量较大，导致计算效率较低。

技术实现要素：

本发明提供一种平均固结度获取方法、装置、电子设备及存储介质，以实现快速获取平均固结度，提高计算效率。

第一方面，本发明提供一种平均固结度获取方法，该方法包括：

采用一级或多级等速加载方式对地基进行加固处理，获取加载时长以及总荷载；

根据平均固结度计算公式获取所述地基的平均固结度，所述平均固结度用于表示所述地基的稳定性；

所述平均固结度计算公式为：其中，表示地基的平均固结度，q表示荷载的加荷速率，∑δp表示总荷载，t0表示总加载时长，u(t)为固结度函数，u(t)＝1-αe^βt，α表示第一系数，β表示第二系数。

可选地，若采用一级等速加载方式对所述地基进行加固处理，相应地，所述根据平均固结度计算公式获取所述地基的平均固结度，包括：

根据所述平均固结度计算公式、所述一级等速加载时对应的第一加载时长以及总荷载，获取所述地基的平均固结度。

可选地，若采用多级等速加载方式对所述地基进行加固处理，相应地，所述根据平均固结度计算公式获取所述地基的平均固结度，包括：

根据所述平均固结度计算公式、每一级等速加载时对应的第二加载时长以及总荷载，获取每个第二加载时长对应的平均固结度；

将每个第二加载时长对应的平均固结度之和确定为所述地基的平均固结度。

可选地，所述方法还包括：

根据所述地基的平均固结度以及预设判定条件，确定所述地基的稳定性评价结果。

可选地，所述根据所述平均固结度以及预设判定条件，确定所述地基的稳定性评价结果，包括：

若所述平均固结度大于或等于预设阈值，确定所述稳定性评价结果为满足稳定性要求；

若所述平均固结度小于预设阈值，确定所述稳定性评价结果为不满足稳定性要求。

可选地，所述方法还包括：

显示所述稳定性评价结果。

可选地，所述预设阈值为80％。

第二方面，本发明提供一种平均固结度获取装置，该装置包括：

获取模块，用于采用一级或多级等速加载方式对地基进行加固处理，获取加载时长以及总荷载；

计算模块，用于根据平均固结度计算公式获取所述地基的平均固结度，所述地基的平均固结度用于表示所述地基的稳定性；

所述平均固结度计算公式为：其中，表示地基的平均固结度，q表示荷载的加荷速率，∑δp表示总荷载，t0表示总加载时长，u(t)为固结度函数，u(t)＝1-αe^βt，α表示第一系数，β表示第二系数。

第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：存储器和处理器；

其中，所述存储器用于存储程序指令；

所述程序指令在被处理器执行时，以执行第一方面所述的方法。

第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，包括：程序；

所述程序在被处理器执行时，以执行第一方面所述的方法。

本发明提供一种平均固结度获取方法、装置、电子设备及存储介质，其中，该方法包括：采用一级或多级等速加载方式对地基进行加固处理，获取加载时长以及总荷载，进一步，根据平均固结度计算公式获取地基的平均固结度，平均固结度用于表示地基的稳定性。通过采用本发明提供的平均固结度计算公式，能够快速获取地基的平均固结度，从而为地基的稳定性评价提供依据。由于本发明提供的平均固结度计算公式更加简单，因此，能够减小计算量，有效提高计算效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的平均固结度获取方法实施例一的流程示意图；

图2为荷载与加载时长关系示意图一；

图3为本发明提供的平均固结度获取方法实施例二的流程示意图；

图4为荷载与加载时长关系示意图二；

图5为本发明提供的平均固结度获取装置实施例一的结构示意图；

图6为本发明提供的平均固结度获取装置实施例二的结构示意图；

图7为本发明提供的电子设备实施例一的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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做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。

专业术语释义：

荷载：施加在工程结构上，使工程结构或构件产生内力或变形的外力及其它因素，既可以包括直接施加在结构上的各种力，也可以包括在结构上引起外加变形和约束变形的其他作用。

固结：是指松散沉积物转变为固结岩石的过程，又称为固结作用。

固结度：是用于表征土层或土样的固结程度的参数，具体是指土层或土样在某一级荷载下的固结过程中某一时刻孔隙水压力平均消散值或压缩量与初始孔隙水压力增量或最终压缩量的比值，通常通过百分率的形式表示。

等速加载：对地基进行加固处理时，加载时长内每单位时间荷载的变化速率相等。

软土：是指含水量、孔隙比大，抗剪强度、渗透性低且压缩性、灵敏度高的粘性土的统称，包括淤泥、淤泥质土、亚黏土、亚砂土等。

沉降：在荷载作用下，地基土层因受到压缩引起的竖向变形或下沉。不均匀沉降对建筑物的危害较大，会使建筑物产生附加应力而引起裂缝，甚至引起局部构建断裂，危及建筑物的安全。

图1为本发明提供的平均固结度获取方法实施例二的流程示意图。本发明实施例提供的平均固结度获取方法的执行主体可以为本发明实施例提供的平均固结度计算装置或电子设备，例如，该电子设备可以是智能手机、计算机等。本实施例中，以执行主体为计算机为例进行说明。

如图1所示，本实施例的方法可以包括：

s101、采用一级或多级等速加载方式对地基进行加固处理，获取加载时长以及总荷载。

由于建筑物的软土地基的稳定性较差，在外荷载的作用下，发生沉降较大，其承载力和稳定性均无法满足工程需求，因此，需要对地基进行加固处理，以减少建筑物上部结构沉降或不均匀沉降。

加固处理的具体实现方式有很多种，例如：孔内深层强夯法、砂石桩法、预压加固法等，本实施例中，采用一级或多级等速加载方式对地基进行预压加固处理，加固处理完成后，获取对应的加载时长以及总荷载。具体地，若采用一级等速加载方式对地基进行加固处理，那么，获取该一级加载时对应的第一加载时长以及总荷载；若采用多级等速加载方式对地基进行加固处理，那么，获取每一级等速加载时对应的第二加载时长以及总荷载。

一种可能的实现方式：计算机在其显示单元上显示输入界面，用户通过该输入界面将加载时长以及总荷载输入至计算机中。

另一种可能的实现方式：加固处理相关数据以数据模板的形式存储于存储介质中，计算机与该存储介质相连接，计算机根据关键词自动获取数据模板中该关键词对应的数据信息。

当然，还可以其他方式向计算机输入上述加载时长以及总荷载，例如，语音输入。

s102、根据平均固结度计算公式获取地基的平均固结度。

本步骤中，将加载时长t0、总荷载∑δp、荷载的加荷速率q，代入平均固结度计算公式中，便可获取地基的平均固结度其中，平均固结度计算公式为：在平均固结度计算公式中，表示地基的平均固结度，q表示荷载的加荷速率，∑δp表示总荷载，t0表示总加载时长，u(t)为固结度函数，u(t)＝1-αe^βt，α表示第一系数，β表示第二系数。

需要说明的是，α和β均为已知的常数系数。具体地，在实际应用中，取小数点后两位，因此，α常取值为0.81。其中，de表示竖井的有效直径，单位为：米(m)；ch表示土的径向排水固结系数，单位为：米平方/天(m²/d)；cv表示土的竖向排水固结系数，单位为：米平方/天(m²/d)；h表示土层竖向排水距离，单位为：米(m)；f是一个综合参数，它由三部分组成，可表示为：f＝fn+fs+fr，无量纲，其中，fn反映了井径比n的影响，fs反映了涂抹扰动影响，fr反映井阻影响，其具体计算方式与现有技术中类似，此处不再描述。

需要说明的是，对于竖井地基，β为不考虑涂抹和井阻影响的参数值。

在实际应用中，若采用一级等速加载方式对地基进行加固处理，那么，可直接将该一级等速加载时长对应的第一加载时长、总荷载、荷载的加载速率等参数代入平均固结度结算公式中，获取地基的平均固结度。

若采用多级等速加载方式对地基进行加固处理，那么，可根据每一级等速加载对应的第二加载时长以及总荷载，每一级荷载的加载速率，计算每一级等速加载时对应的平均固结度，并将多级等速加载对应的平均固结度之和作为地基的平均固结度，也就是说，采用多级(m级，m为大于或等于2的整数)等速加载方式对地基进行加固处理时，平均固结度计算公式为：

其中，qi表示第i级等速加载时的荷载的加荷速率；ti-1表示第i级等速加载时，加载开始时刻；ti表示第i级等速加载时，加载结束时刻；其中，i为小于或等于m的整数。

本实施例中，采用一级或多级等速加载方式对地基进行加固处理，获取加载时长以及总荷载，进一步，根据平均固结度计算公式获取地基的平均固结度，平均固结度用于表示地基的稳定性。通过采用本实施例提供的平均固结度计算公式，能够快速获取地基的平均固结度，从而为地基的稳定性评价提供依据。由于本实施例提供的平均固结度计算公式更加简单，因此，能够减小计算量，有效提高计算效率。

为使本发明实施例的技术方案更加清楚，这里，对上述平均固结度计算公式是如何得到的进行详细介绍。其中，图2为荷载与加载时长关系示意图一。

假设，按照图2所示的方式对某建筑物地基进行加固处理，根据图2可知，地基在δp3荷载作用下固结δt3的时间；地基在δp2荷载作用下固结了δt2+δt3的时间；地基在δp1荷载作用下固结了δt1+δt2+δt3的时间；而δp3、δp2、δp1所对应的最终沉降分别正比于δp3、δp2、δp1的荷载大小。

设固结度函数为u(t)，那么，存在以下等式：

特别地，当δt3＝δt2＝δt1＝δt→0，δp3＝δp2＝δp1＝δp→0，可将上述等速加载看成等速加载的固结度计算，取δt＝dt，并对上式进行微分，可得：

进一步可得：

其中，p始表示加载初始时刻的荷载大小，通常p始＝0，单位为：千帕(kpa)；

p终表示加载结束时刻的荷载大小，即总荷载大小，因此，p终＝∑δp，单位为：千帕(kpa)；δp表示每一级等速加载时相对于前一级等速加载时荷载的增量。

t始表示开始加载的时刻，通常t始＝0，单位为：天(d)；

t终表示加载结束的时刻，即加载时长，因此，通常t终＝t0，单位为：天(d)；

令其表示荷载的加荷速率，单位为：kpa/d。

对上述公式进行进一步地简化，可得平均固结度计算公式为：

其中，α和β均为已知的常数系数，可参照图1所示实施例中的描述，此处不再赘述。

图3为本发明提供的平均固结度获取方法实施例二的流程示意图。如图2所示，本实施例的方法包括：

s301、采用一级或多级等速加载方式对地基进行加固处理，获取加载时长以及总荷载。

s302、根据平均固结度计算公式获取地基的平均固结度。

本实施例中步骤s301、s302与图1所示实施例中步骤s101、s102类似，此处不再赘述。

s303、根据地基的平均固结度以及预设判定条件，确定地基的稳定性评价结果。

一种可能的实现方式，将预设判定结果数值化为一具体的预设阈值，通过将地基的平均固结度与预设阈值进行比较，确定地基的稳定性是否满足要求。例如：若平均固结度大于或等于预设阈值，那么，确定地基满足稳定性要求，也就是说，确定稳定性评价结果为满足稳定性要求；若平均固结度小于预设阈值，那么，确定地基不满足稳定性要求，也就是说，稳定性评价结果为不满足稳定性要求。

优选地，预设阈值为80％。当然，预设阈值也可设置为其他数值，本发明实施例对此不作限制。可以理解的是，预设阈值越高，相应地，地基的稳定性要求越高。

s304、显示上述稳定性评价结果。

将稳定性评价结果显示在计算机的显示单元上，以使用户通过可视化的界面，能够直观地了解到当前地基的稳定性情况，为下一步的决策提供依据。例如：若地基的平均固结度大于预设阈值，那么，可在计算机的显示单元上显示“满足稳定性要求”；若地基的平均固结度小于预设阈值，那么，可在计算机的显示单元上显示“不满足稳定性要求”，由此，用户可知需要对建筑物地基进行进一步的加固处理，直至满足稳定性要求为止。

进一步地，还可将地基的平均固结度显示在计算机的显示单元上，用户不仅能够获取当前地基的稳定性评价结果，还能够获知当前地基的平均固结度与预先设定判定标准之间的差异，进而为下一步的固结处理提供决策依据。

本实施例中，采用一级或多级等速加载方式对地基进行加固处理，获取加载时长以及总荷载，接着，根据平均固结度计算公式获取地基的平均固结度，平均固结度用于表示地基的稳定性，进一步，根据地基的平均固结度以及预设判定条件，确定地基的稳定性评价结果，并显示上述稳定性评价结。通过采用本实施例提供的平均固结度计算公式，能够快速获取地基的平均固结度，从而为地基的稳定性评价提供依据，由于平均固结度计算公式更加简单，因此，能够减小计算量，有效提高计算效率。另外，通过将地基的平均固结度与预设判定条件进行比较，判定当前地基的稳定性评价结果，并将稳定性评价结果进行显示，能够为下一步决策提供依据。

将本发明实施例提供的方法应用于实际工程中，其中，图4为荷载与加载时长关系示意图二，并采用如图4所示的方式对建筑物地基进行加固处理，加固处理结束，获取地基的平均固结度。

具体地，由图4可知，采用的是多级分段等速加载方式对地基进行加固处理，加载时长为120天(d)，总荷载为100千帕(kpa)。初始加载时刻(即第0天)至第10天时间段内，采用第一级等速加载方式对地基进行加固处理，初始荷载为0kpa，第10天时荷载为60kpa；第10天至第30天时间段内，采用恒载的方式对地基的沉降进行观察；第30天至第40天时间段内，采用第二级等速加载方式对地基进行进一步加固处理，其中，初始加载时刻为60kpa，第40天时荷载为100kpa；在第40天至第120天时间段内，采用恒载的方式对地基的沉降进行观察。

采用上述方式可知，总加载时长t0＝120天，总荷载∑δp＝100kpa，第一级等速加载时长内，q＝6，第二级等速加载时长内，q＝4，另外，α＝0.81、β＝0.251。进一步，将上述参数代入平均固结度计算公式中，并进行简化得到：

进一步，通过比较可知，当前地基的平均固结度93.5％大于预设阈值80％，确定地基满足稳定性要求。

在实际应用中，可在每一级加固处理结束后，获取地基的平均固结度，若地基的平均固结度大于预设阈值，那么，可结束加固处理，若地基的平均固结度小于预设阈值，那么，可进行下一级加固处理，直至地基的平均固结度满足要求为止。

图5为本发明提供的平均固结度获取装置实施例一的结构示意图。如图5所示，本实施例的装置50包括：获取模块51、计算模块52。

其中，获取模块51，用于在采用一级或多级等速加载方式对地基进行加固处理，获取加载时长以及总荷载。

计算模块52，用于根据平均固结度计算公式获取地基的平均固结度，其中，平均固结度用于表示地基的稳定性。

具体地，平均固结度计算公式为：其中，表示地基的平均固结度，q表示荷载的加荷速率，∑δp表示总荷载，t0表示总加载时长，u(t)为固结度函数，u(t)＝1-αe^βt，α表示第一系数，β表示第二系数。

在实际应用中，若采用一级等速加载方式对地基进行加固处理，相应地，计算模块，具体用于根据平均固结度计算公式、一级等速加载时对应的第一加载时长以及总荷载，获取地基的平均固结度。

若采用多级等速加载方式对地基进行加固处理，相应地，计算模块，具体用于首先根据平均固结度计算公式、每一级等速加载时长对应的第二加载时长以及总荷载，获取每个第二加载时长对应的平均固结度；之后，将每个第二加载时长对应的平均固结度之后确定为地基的平均固结度。

本实施例的装置，可以用于执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图6为本发明提供的平均固结度获取装置实施例二的结构示意图。如图6所示，本实施例的装置60在图5所示实施例的基础上，还包括：确定模块53和显示模块54。

其中，确定模块53，用于根据地基的平均固结度以及预设判定条件，确定地基的稳定性评价结果。

显示模块54，用于显示上述稳定性评价结果。

本实施例的装置可以用于执行图3所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图7为本发明提供的电子设备实施例一的结构示意图。如图7所示，本实施例的电子设备70包括：存储器71和处理器72。

存储器71可以是独立的物理单元，与处理器72可以通过总线73连接。存储器71、处理器72也可以集成在一起，通过硬件实现等。

存储器71用于存储实现以上方法实施例，处理器72调用该程序，执行以上方法实施例的操作。

可选地，当上述实施例的方法中的部分或全部通过软件实现时，上述电子设备70也可以只包括处理器72。用于存储程序的存储器71位于电子设备70之外，处理器72通过电路/电线与存储器连接，用于读取并执行存储器中存储的程序。

处理器72可以是中央处理器(centralprocessingunit，cpu)，网络处理器(networkprocessor，np)或者cpu和np的组合。

处理器72还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specificintegratedcircuit，asic)，可编程逻辑器件(programmablelogicdevice，pld)或其组合。上述pld可以是复杂可编程逻辑器件(complexprogrammablelogicdevice，cpld)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmablegatearray，fpga)，通用阵列逻辑(genericarraylogic,gal)或其任意组合。

存储器71可以包括易失性存储器(volatilememory)，例如随机存取存储器(random-accessmemory，ram)；存储器也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如快闪存储器(flashmemory)，硬盘(harddiskdrive，hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。

当然，上述电子设备70还可以包括显示器74(图7中未示出)，显示器用于显示上述稳定性评价结果。例如，显示器74可以是液晶显示器，当然，也可以为其他类型的显示器，本实施例对此不做限制。

本发明还提供一种程序产品，例如，计算机可读存储介质，可读存储介质中包括程序，程序在被处理器执行时，以执行以上方法。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。