一种基坑土层力学参数反分析方法及系统与流程

本发明属于土层力学分析，具体来说，涉及一种基坑土层力学参数反分析方法及系统。

背景技术：

1、基坑施工是土木工程中的一种施工方法，主要涉及到建筑工程中地下室、地下结构(如地铁、隧道、地下车库等)的挖掘工作。基坑施工的目的是为地下结构的建设提供空间，同时确保施工过程的安全和周围环境的稳定。基坑反分析是一种利用实测数据来确定土体力学参数和本构模型的方法，它在土体位移预测和基坑工程中具有重要应用。

2、在申请号为202311663133.2的中国专利中，公开了一种基于bp神经网络和数值分析的紧邻地铁深基坑施工智能预警监测方法，包括：建立有限元模型；采用bp神经网络基于现场前期施工监测数据对有限元模型的土体参数进行反演推算，修正有限元模型；采用修正后的有限元模型按照施工方案模拟基坑开挖过程，结合监测数据找出施工过程中地铁线路与基坑支护的潜在危险点；构造基于危险点前期监测数据的bp神经网络时间序列模型，推测危险点未来一段时间内变形发展情况，实现提前把控预警。

3、现有技术中的缺陷在于，在实际应用中，bp神经网络需要大量时序数据进行训练，才可以获得较为准确的分析结果和预测结果，在施工过程中获取的数据往往不足以支撑模型训练，而通过数值计算出的数据受模型相应数值影响，计算结果也会不尽如人意。

技术实现思路

1、针对现有基坑土层力学参数反分析方法需要大量时序数据进行训练，才可以获得较为准确的分析结果和预测结果，无法通过实时监测数据的比对修正，获取准确的围岩数据的问题，本发明提供了一种基坑土层力学参数反分析方法及系统。

2、为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种基坑土层力学参数反分析方法，包括：

4、获取目标基坑区域的地勘数据，并根据地勘数据对目标基坑区域进行地层分层，得到地层分层数据；

5、根据地层分层数据对目标基坑区域中每个地层分别采样，并进行试验获取不同地层的土体参数；所述土体参数包括内摩擦角、粘聚力、弹性模量和泊松比；

6、根据地层分层数据和土体参数建立有限元模型，并将地层分层数据中每一个地层的开挖和支护过程作为一个工况；

7、当对目标基坑区域进行基坑开挖时，完成一个工况的开挖和支护时，获取目标基坑区域的实际监测数据，并通过有限元模型对该工况进行仿真计算获取仿真监测数据；

8、所述实际监测数据和所述仿真监测数据均包括地表竖向位移、对应该工况的支护结构深部位移和对应该工况的支护结构内力，且所述实际监测数据和所述仿真监测数据的监测点位对应；

9、计算仿真监测数据和实际监测数据的相似度作为相似度数据，并对有限元模型中对应当前工况的地层的土体参数进行调整后重新计算获取新的仿真监测数据；

10、根据新的仿真监测数据和实际监测数据计算新的相似度数据，并重复调整土体参数进行仿真计算至相似度数据小于预设值时，将对应的土体参数作为对应当前工况的地层的所述土体参数；

11、重复进行基坑开挖、有限元仿真计算和土体参数调整至完成目标基坑区域的基坑开挖，将所有地层最终调整完成的所述土体参数作为目标基坑区域的地层数据。

12、一种基坑土层力学参数反分析系统，包括：

13、获取单元，被配置为获取目标基坑区域的地勘数据，并根据所述地勘数据对所述目标基坑区域进行地层分层形成地层分层数据；

14、试验单元，被配置为根据所述地层分层数据对所述目标基坑区域中每个地层分别采样并进行试验获取不同地层的土体参数；所述土体参数包括内摩擦角、粘聚力、弹性模量和泊松比；

15、建模单元，被配置为根据所述地层分层数据和所述土体参数建立有限元模型，并将所述地层分层数据中每一个地层的开挖和支护过程作为一个工况；

16、计算单元，被配置为：

17、当对所述目标基坑区域进行基坑开挖时，完成一个所述工况的开挖和支护时获取所述目标基坑区域的实际监测数据，并通过所述有限元模型对该工况进行仿真计算获取仿真监测数据；所述实际监测数据和所述仿真监测数据均包括地表竖向位移、对应该工况的支护结构深部位移和对应该工况的支护结构内力，且所述实际监测数据和所述仿真监测数据的监测点位对应；

18、计算所述仿真监测数据和所述实际监测数据的相似度作为相似度数据，并对所述有限元模型中对应当前工况的地层的所述土体参数进行调整后重新计算获取新的仿真监测数据；

19、根据新的仿真监测数据和所述实际监测数据计算新的相似度数据，并重复调整所述土体参数进行仿真计算至所述相似度数据小于预设值时，将对应的所述土体参数作为对应当前工况的地层的所述土体参数；

20、重复进行基坑开挖、有限元仿真计算和所述土体参数调整至完成所述目标基坑区域的基坑开挖，将所有地层最终调整完成的所述土体参数作为所述目标基坑区域的地层数据。

21、本发明相比现有技术，具有如下有益效果：

22、通过上述技术方案，基于与实际监测数据的比对修正，可以获取较为准确的围岩数据，不但可以在施工中对支护方案提供指导性数据，也可以为同批次项目提供准确的地层数据进行设计和施工优化。

1.一种基坑土层力学参数反分析方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基坑土层力学参数反分析方法，其特征在于，根据地勘数据对目标基坑区域进行地层分层，形成地层分层数据包括：

3.根据权利要求2所述的一种基坑土层力学参数反分析方法，其特征在于，相似度数据的计算包括：

4.根据权利要求3所述的一种基坑土层力学参数反分析方法，其特征在于，土体参数包括内摩擦角、粘聚力、弹性模量和泊松比；对有限元模型中对应当前工况的地层的土体参数进行调整包括：

5.根据权利要求4所述的一种基坑土层力学参数反分析方法，其特征在于，将土体参数输入预设的生成模型中，并接收生成模型输出的第一土体参数包括：

6.根据权利要求5所述的一种基坑土层力学参数反分析方法，其特征在于，将第一土体参数输入预设的识别模型中，并在识别模型的输出结果为真时将该第一土体参数作为调整后的土体参数包括：

7.一种基坑土层力学参数反分析系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的一种基坑土层力学参数反分析系统，其特征在于，所述获取单元还被配置为：

9.根据权利要求8所述的一种基坑土层力学参数反分析系统，其特征在于，所述计算单元还被配置为：

10.根据权利要求9所述的一种基坑土层力学参数反分析系统，其特征在于，所述计算单元还被配置为：