基于抗滑目标可靠指标的重力式挡土墙设计方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113821859A(43)申请公布日2021.12.21(21)申请号202111140513.9(22)申请日2021.09.28(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人李斌(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人俞琳娟(51)Int.Cl.G06F30/13(2020.01)权利要求书3页说明书7页附图4页(54)发明名称基于抗滑目标可靠指标的重力式挡土墙设计方法及装置(57)摘要本发明提供基于抗滑目标可靠指标的重力式挡土墙设计方法及装置，能够快速准确得到满足抗滑目标可靠指标和失效概率的重力式挡土墙尺寸。基于抗滑目标可靠指标的重力式挡土墙设计方法包括：步骤1.根据目标失效概率确定蒙特卡洛样本的数量n；步骤2.根据步骤1和随机变量的统计特征，进行抽样；步骤3.计算每个样本对应的挡土墙自重临界值Wi；步骤4.所有样本的挡土墙自重临界值Wi储存在一个列表内，并将列表内的数值按从小到大进行排序，得到一个新的挡土墙自重临界值集合；步骤5.根据目标失效概率确定序号k；步骤6.将第k个样本对应的挡土墙自重Wk作为最终的挡土墙自重设计值；步骤7.确定挡土墙的尺寸。CN113821859ACN113821859A权利要求书1/3页1.一种基于抗滑目标可靠指标的重力式挡土墙设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.根据目标失效概率确定蒙特卡洛样本的数量n；步骤2.根据步骤1和随机变量的统计特征，进行抽样；步骤3.计算每个样本对应的挡土墙自重临界值Wi，i表示第i个蒙特卡洛样本的编号；对于每个抽到的样本Xi，均进行确定性分析，按照如下公式计算样本对应的挡土墙自重临界值：式中，γ1为土体的自重；H为挡土墙高度；Ka为主动土压力系数；c为土体的粘聚力；f0为墙体底部与地基土的摩擦系数；步骤4.将步骤3得到的所有样本的挡土墙自重临界值Wi储存在一个列表内，并将列表内的数值按从小到大进行排序，得到一个新的挡土墙自重临界值集合：W＝{W1，W2...Wi...Wn}(4)其中，W1≤W2≤…≤Wi≤…≤Wn；步骤5.根据目标失效概率PT确定序号k，使得：k＝n(1‑PT)(5)步骤6.将第k个样本对应的挡土墙自重Wk作为最终的挡土墙自重设计值；步骤7.预先设定挡土墙上部宽度为D*，由此计算挡土墙的坡度m*：或者，预先设定挡土墙的坡度为m*，由此计算挡土墙上部的宽度D*为：当上部宽度和坡度确定后，挡土墙的下部宽度L可确定为：L*＝Hm*+D*(7‑3)由此，挡土墙的尺寸全部确定，且该尺寸的挡土墙满足滑动目标失效概率的要求。2.根据权利要求1所述的基于抗滑目标可靠指标的重力式挡土墙设计方法，其特征在于：其中，在步骤1中，根据目标失效概率PT确定蒙特卡洛样本的数量n：n≥100/PT(1‑1)采集的蒙特卡洛样本表示为：X＝{X1，X2...Xi...Xn}(1‑2)式中，i表示第i个蒙特卡洛样本的编号。3.根据权利要求1所述的基于抗滑目标可靠指标的重力式挡土墙设计方法，其特征在于：其中，在步骤2中，采用拉丁超立方进行分层抽样，根据随机变量的统计特征包括分布类型、平均值、标准差、变异系数。4.根据权利要求1所述的基于抗滑目标可靠指标的重力式挡土墙设计方法，其特征在于：2CN113821859A权利要求书2/3页其中，在步骤3中：式中，f为土体内的摩擦系数。5.一种基于抗滑目标可靠指标的重力式挡土墙设计装置，其特征在于，包括：样本量确定部，根据目标失效概率确定蒙特卡洛样本的数量n；抽样部，根据确定的样本数量和随机变量的统计特征，进行抽样；挡土墙自重临界值计算部，计算每个样本对应的挡土墙自重临界值Wi，i表示第i个蒙特卡洛样本的编号；具体为：对于每个抽到的样本Xi，均进行确定性分析，按照如下公式计算样本对应的挡土墙自重临界值：式中，γ1为土体的自重；H为挡土墙高度；Ka为主动土压力系数；c为土体的粘聚力；f0为墙体底部与地基土的摩擦系数；排序部，将所述挡土墙自重临界值计算部得到的所有样本的挡土墙自重临界值Wi储存在一个列表内，并将列表内的数值按从小到大进行排序，得到一个新的挡土墙自重临界值集合：W＝{W1，W2...Wi...Wn}(4)其中，W1≤W2≤…≤Wi≤…≤Wn；序号确定部，根据目标失效概率PT确定序号k，使得：k＝n(1‑PT)(5)挡土墙自重设计值确定部将第k个样本对应的挡土墙自重Wk作为最终的挡土墙自重设计值；挡土墙尺寸确定部，预先设定挡土墙上部宽度为D*，由此计算挡土墙的坡度m*：或者，预先设定挡土墙的坡度为m*，由此计算挡土墙上部的宽度D*为：当上部宽度和坡度确定后，挡土墙的下部