一种基础最终沉降量的三维可视化方法

摘要

本发明提供一种基础最终沉降量的三维可视化方法，针对工程计算中的分层总和法，通过待定参数数值积分技术计算基础底面以下任意三维空间点附加应力值，替代传统工程计算中的查表方法和角点计算值叠加方法，可以较精确快速计算出基础底面下任意点所在位置的薄层的压缩量，并得到问题的总压缩量，根据上述计算结果在计算机中绘制出不同荷载、不同的地基土埋深情况下基础底面下方任意空间坐标点的附加应力数据分布规律图以及最终沉降量分布规律图。本发明方法实现基础最终沉降量的三维可视化，提供直观的分析图，为工程分析提供便利，同时提高基础最终沉降量的计算精度，避免计算过程中线性插值产生的误差。

主权项

一种基础最终沉降量的三维可视化方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、通过附加应力积分公式计算基础底面下任意空间坐标点(x，y，z)的附加应力值σ_(x,y,z)，所述积分公式如下：${\sigma }_{(x,y,z)}=\underset{0}{\overset{b}{\int }}\underset{0}{\overset{l}{\int }}\frac{3p}{2\pi }\frac{z^3}{{({\left(x-\xi \right)}^2+{\left(y-\eta \right)}^2+z^2)}^{5/2}}d\xi d\eta ,(z\ge 0),$其中，b为基础底面的宽度，l为基础底面的长度，ξ、η为积分参数；步骤2、通过实际测量获得的土层信息，将土层进一步划分细层，每一土层划分成k个细层，并计算各细层的自重应力：其中，γ_i为第i层土的重度，z_i为基础底面至第i层土底面的z轴坐标，z_i‑1为基础底面至第i‑1层土底面的z轴坐标；将各细层自重应力与对应的附加应力进行比较得到计算深度，并得到需要计算的总层数n；步骤3、根据实测标准固结实验的最终压缩量和对应荷载值绘制各个土层的e‑p曲线或e‑lgp曲线，其中e为土的孔隙比，p为对应的附加竖向应力值；步骤4、根据土层信息，确定各细层的平均自重应力、平均附加应力和压缩模量；步骤5、通过计算各细层的压缩量来计算基础最终沉降量，即计算z轴为0的时候的总压缩量，计算公式如下：其中，n为计算深度内土的总层数，z_i为第i层土的底面的z轴坐标，z_i‑1为第i‑1层土的底面的z轴坐标，和均由附加应力积分公式计算得到，且分别为第i层土的附加应力值和第i‑1层土的附加应力值，E_si为第i层土的压缩模量；步骤6、根据上述计算结果在计算机中绘制出不同荷载、不同的地基土埋深情况下基础底面下方任意空间坐标点的附加应力数据分布规律图以及最终沉降量分布规律图。