(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211115750.4 (22)申请日 2022.09.14 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 申请人 中国电建集团华 东勘测设计 研究院 有限公司 (72)发明人 俞建霖　臧延伟　过锦　王成灿　 黄苏杭　王紫娟　龚晓南　刘长宝　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 专利代理师 万尾甜　韩介梅 (51)Int.Cl. G06F 17/11(2006.01) G06F 17/13(2006.01)G06F 17/16(2006.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种考虑土体变形卸载诱发邻近管线变形 的计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑土体变形卸载诱发 邻近管线变形的计算方法， 所述方法步骤如下： (1)确定围护墙侧向变形沿深度变化曲线； (2)确 定由基坑开挖诱发的围护墙变形产生的土体卸 载； (3)采用Pasternak地基及Euler ‑Bernoulli 梁模型确定邻近管线变形控制方程。 利用本发明 方法可以在基坑开挖前分析基坑开挖引起的围 护结构变形对邻近管线的影 响， 且本发明方法考 虑了基坑开挖引起的土体位移随深度变化有着 较大的差异， 能够精确预测管线变形， 对基坑设 计具有指导 意义。 权利要求书3页 说明书6页 附图1页 CN 115357841 A 2022.11.18 CN 115357841 A 1.一种考虑土体 变形卸载诱发邻近管线变形的计算方法， 其特 征在于， 步骤如下： (1)确定围护墙侧向变形沿深度变化曲线； (2)确定由基坑 开挖诱发的围护墙 变形产生的土体卸载； (3)采用Pasternak 地基及Euler ‑Bernoulli梁模型确定邻近管线变形控制方程。 2.根据权利要求1所述的一种考虑土体变形卸载诱发邻近管线变形的计算方法， 其特 征在于， 所述的步骤(1)中， 围护墙侧向变形的空间分布方程 为： 0≤z≤H+D 式中： y0表示沿基坑长度方向； z0表示沿基坑深度方向； fmax为围护墙侧向变形最大值； z 为计算点埋深； H为基坑开挖深度； D为 围护墙插入深度； Hmax为围护墙侧向变形最大值所在 埋深。 3.根据权利要求1所述的一种考虑土体变形卸载诱发邻近管线变形的计算方法， 其特 征在于， 所述的步骤(2)具体为： 建立侧向土 压力卸荷与位移的关系： pu＝ku·pm pm＝p0‑pa 式中， pm为坑外土体可卸荷的最大值， p0为静止土压力， pa为主动土压力， pu为土体位移 诱发的卸荷， ku为与土体位移有关的卸荷系数， S为土体位移， Sacr为主动土体极限位移； 围护结构变形诱发坑外(x,y,z)处土体卸荷的表达式为： R1＝[x2+(y‑y0)2+(z‑z0)2]1/2 R2＝[x2+(y‑y0)2+(z+z0)2]1/2 式中， L为围护墙沿墙方向的长度， v为泊松比。 4.根据权利要求1所述的一种考虑土体变形卸载诱发邻近管线变形的计算方法， 其特 征在于， 所述的步骤(3)具体为： 将邻近管线视为Pasternak地基上 的Euler‑Bernoulli梁， 当受到土体卸荷σ(y)时， 管 线水平向变形微分方程 为： 式中， EpIp为管线抗弯刚度， Gs为地基剪切刚度， Dp为管线外径， w(y)为管线水平向变形； 地基反力模量 k：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115357841 A 2其中， kVesic为Vesic提出的地基反力模量表达式； 剪切层刚度Gs： 式中， Es为地基土弹性模量， t为管线变形影响范围， ν 为泊松比； 利用有限差分法， 将管线分为n等份， 每份长度为l， 共有n+1个节点； 则管线变形微分方 程的有限差分形式为： wi为第i个管线节点的变形， qi为第i个管线节点所受的荷载； 假定管线两端自由， 即剪力Q0和Qn、 弯矩M0和Mn均为0： 每个节点i有一个变形控制方程， 将n+1个变形控制方程写成方程组， 并改写为矩阵形 式， 则矩阵表达式如下： (K1‑K2+K3)w＝P 式中： K1为管线变形刚度矩阵， K2为地基剪切刚度矩阵， K3为地基刚度矩阵， w为管线变 形列向量； P为基坑 开挖引起的附加荷载列向量； 各矩阵表达式如下： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115357841 A 3