恭喜安徽建筑大学张自光获国家专利权
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龙图腾网恭喜安徽建筑大学申请的专利一种陡倾岩层基坑地震动力响应分析方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118913584B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411190977.4,技术领域涉及:G01M7/02;该发明授权一种陡倾岩层基坑地震动力响应分析方法及系统是由张自光;李万雨;何勇;席培胜;吴亮;胡安康设计研发完成,并于2024-08-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种陡倾岩层基坑地震动力响应分析方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种陡倾岩层基坑地震动力响应分析方法及系统,本发明涉及基坑地震动力响应分析技术领域。包括以下步骤:按照试验模型地震波加载方案,利用振动台相似模型试验系统,对基坑模型进行地震荷载水平和竖直双向激励试验。通过在基坑坡体表面及其内部布设传感器,获取地震荷载激励全过程基坑坡体的加速度、压力和位移动力响应参数,分析了地震荷载持续激励下基坑坡体的累积损伤响应规律,并根据综合监测单元设置位置的坐标为对应局部损伤指标分配权重,通过加权平均计算得到全局损伤指标;基于全局损伤指标,确定各个振幅级数下的风险波形输入频率,实时监测待分析陡倾岩层基坑,实时波形输入频率大于风险波形输入频率,则发出安全指示。
本发明授权一种陡倾岩层基坑地震动力响应分析方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种陡倾岩层基坑地震动力响应分析方法,其特征在于,具体步骤包括:鉴于待分析陡倾岩层基坑的基坑参数,建立陡倾岩层基坑实物模型,所述基坑参数包括基坑深度、基坑水平距离、岩体边坡结构面倾角和岩体边坡结构面厚度;根据基坑深度,在基坑模型底部和岩体边坡结构面上设置若干综合监测单元,综合监测单元由加速度传感器、压力传感器和位移传感器组成,每个综合监测单元安装位置即为一个动力响应监测点;将设置有传感器的陡倾岩层基坑实物模型,放置在振动台上进行振动台模型试验,采用地震荷载的水平和竖直双向激励来模拟地震情景,其中激励波形为天然地震波和正弦波;设定激励的施加振幅级数,每级振幅下设置若干波形输入频率和加载持续时间的子集数据,在每级振幅下通过改变设置的子集数据进行每级振幅模拟试验,基于输入施加振幅的增大,逐级进行振动台模型试验,当模型岩体边坡结构面在试验中被破坏后,终止振动台模型试验,记录完整试验过程中综合监测单元的动力响应参数,所述动力响应参数包括加速度、孔隙水压力和位移;在完整试验的不同时刻处,根据不同位置综合监测单元采集的动力响应参数,计算所对应的局部有效应力变化和应变,基于局部有效应力变化和应变计算得到局部损伤指标,根据综合监测单元设置位置的坐标为对应局部损伤指标分配权重,通过加权平均计算得到全局损伤指标;其中计算所对应的局部有效应力变化所依据的公式为:Δσ′it=Δσit-Δuit式中,Δσ′it为第i个动力响应监测点在t时刻的局部有效应力变化,Δσit为第i个动力响应监测点在t时刻的总应力,Δuit为第i个动力响应监测点在t时刻的孔隙水压力变化,其中i=1,2,…,P*4;P*4为所有综合监测单元的个数;其中第i个动力响应监测点在t时刻的总应力Δσit由加速度计算得到,所依据的公式为:Δσit=ρ*αit式中,ρ为岩体的密度,αit表示第i个动力响应监测点在t时刻的加速度;第i个动力响应监测点在t时刻的孔隙水压力变化Δuit计算所依据的公式为:Δuit=uit-uit-1式中,uit表示第i个动力响应监测点在t时刻的孔隙水压力,uit-1表示第i个动力响应监测点在t-1时刻的孔隙水压力;应变计算所依据的公式为: 式中,∈it为第i个动力响应监测点在t时刻的应变,H为基坑深度,Δvi表示第i个动力响应监测点在t时刻的位移变化量,其中位移变化量表示公式为:Δvit=vit-vit-1式中,vit表示第i个动力响应监测点在t时刻的位移,vit-1表示第i个动力响应监测点在t-1时刻的位移;基于局部有效应力变化和应变计算得到局部损伤指标所依据的公式为: 式中,Dit为第i个动力响应监测点在t时刻的局部损伤指标,σmax,i表示在i个动力响应监测点处设计允许的最大有效应力,∈max,i表示在i个动力响应监测点岩层的最大允许应变;根据综合监测单元设置位置的坐标为对应局部损伤指标分配权重,通过加权平均计算得到全局损伤指标所依据的逻辑为:根据综合监测单元的安装位置,记录每个综合监测单元即动力响应监测点的初始位置为xi,yi,zi,确定基坑的中心位置为xc,yc,zc,计算动力响应监测点与基坑中心xc,yc,zc的距离Ri,计算距离Ri所依据的公式为: 基于动力响应监测点与基坑中心xc,yc,zc的距离Ri计算对应局部损伤指标的权重所依据的公式为: 式中ωi表示第i个动力响应监测点局部损伤指标分配的权重;对全部动力响应监测点局部损伤指标分配的权重进行归一化处理,进行归一化处理所依据的公式为: 式中,4*P表示动力响应监测点的数量;根据归一化后的各局部损伤指标的权重,通过加权平均计算得到全局损伤指标,全局损伤指标计算所依据的公式为: 式中,Dtotalt表示在t时刻的全局损伤指标;筛选出全局损失指标大于安全阈值的时刻以作为风险时刻,记录各个风险时刻所对应的振幅级数和波形输入频率,以此确定各个振幅级数下的风险波形输入频率,实时监测待分析陡倾岩层基坑以获取实时振幅级数和实时波形输入频率,在同振幅级数下若实时波形输入频率大于风险波形输入频率,则发出安全指示。
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