(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 202211212847.7 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 中铁二十局集团有限公司 地址 710016 陕西省西安市太华北路89# 申请人 青岛理工大 学　 中铁十九局集团第五工程有限公司 (72)发明人 王青松　张拥军　王铁　刘飞　 吴应明　王平安　李曙光　马天辉　 芦睿泉　徐庆辉　阎明东　刘思佳　 南博文　徐梦　南宁　杨林　 (74)专利代理 机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 1 1246 专利代理师 刘妮 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01)G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 一种深大岩质基坑卸荷变形的安全评价方 法 (57)摘要 本发明公开一种深大岩质基坑卸荷变形的 安全评价方法， 包括以下步骤： 分析基坑开挖过 程中实测数据的变化特征， 对基坑开挖周边影 响 范围进行区域划分， 通过围护结构的变形和周边 地表的竖向变化反映各因素的影响效果 以及对 基坑风险等级进行定量评估； 本发 明在研究基坑 开挖变形机理的基础上， 整理并分析基坑实际监 测数据， 利用MIDAS  GTS NX数值模拟软件， 研究 岩质基坑变形特征和规律， 以及不同因素对基坑 变形的影响， 并在此基础上， 综合应用现场监测 数据， 构建岩质基坑施工过程中的安全综合评价 体系对基坑施工过程中存在的风险进行识别并 进行风险综合评价分析， 保证了基坑施工的安全 性。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 115495956 A 2022.12.20 CN 115495956 A 1.一种深大岩质基坑卸荷变形的安全评价方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一： 以待评价岩质基坑为对象， 在岩质基坑的所有支护单元中选择三个具备代表 性的支护单 元断面， 基于不同时间段分析基坑 开挖过程中实测数据的变化特 征； 步骤二： 采用有限元软件MIDAS  GTS NX近似还原待评价岩质基坑开挖整体进程， 分析 基坑在开挖过程中重要施工节点的变形情况， 对传统基坑地面沉降经验公式进行修正并用 于岩质基坑地表沉降变形估算， 然后借助监测结果以及竖直模拟 变形云图对基坑开挖周边 影响范围进行区域划分； 步骤三： 对影响基坑变形的因素进行归纳， 与待评价岩质基坑工程实际情况相结合， 改 变不同支护方案以及施工方案参数， 分析围护结构不同嵌入深度、 不同锚索预应力锁定值、 不同围护桩刚度和不同开挖步施工速度对基坑变形的影响， 通过围护结构的变形和周边地 表的竖向变化反映各因素的影响效果； 步骤四： 基于现场监测数据， 建立基坑施工安全评级体系， 划分基坑本体及周边环境变 化风险等级， 综合不同基坑施工安全评价因素， 建立基于熵权法的岩质基坑安全评价体系， 并借助现场监测数据对基坑 风险等级 进行定量评估。 2.根据权利要求1所述的一种深大岩质基坑卸荷变形的安全评价方法， 其特征在于： 所 述步骤一中， 实测数据的变化特征包含围护结构位移、 深层岩土体侧向变形、 周边地表沉降 以及建筑物沉降四个方面。 3.根据权利要求2所述的一种深大岩质基坑卸荷变形的安全评价方法， 其特征在于： 所 述围护结构位移包括围护结构水平位移和围护结构竖向位移， 所述围护结构水平位移采用 全站仪实行监测， 所述围护结构竖向位移采用水准仪量控。 4.根据权利要求2所述的一种深大岩质基坑卸荷变形的安全评价方法， 其特征在于： 所 述深层岩土体侧向变形采用测斜仪量控， 所述周边地表沉降的测点布设在2～3倍的基坑开 挖深度范围内， 对开挖面周边断面进 行监测， 监测点布设于基坑角部、 各边中点以及垂 直于 基坑边缘的位置 。 5.根据权利要求2所述的一种深大岩质基坑卸荷变形的安全评价方法， 其特征在于： 监 测建筑物沉降数据时， 在基坑开挖前， 按照施工规范要求将沉降监测标记嵌入建筑物角部 墙面距离地 面0.5m位置处。 6.根据权利要求1所述的一种深大岩质基坑卸荷变形的安全评价方法， 其特征在于： 所 述步骤二中， 采用有限元软件MIDAS  GTS NX近似模拟基坑开挖过程中， 基坑的岩土本构选 取修正摩尔 ‑库伦本构模型， 在剪切压缩条件下， 修正摩尔 ‑库伦本构模型计算使用双硬化 模型， 剪切与压缩屈服 面互不关联， 组合屈服 面在空间表示如下： 式中f1为剪切屈服函 数， f2为压缩屈服函数， 为三轴受压强度差权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115495956 A 2异， 其中β1与摩擦角关系为 为三轴受拉强度差异。 7.根据权利要求1所述的一种深大岩质基坑卸荷变形的安全评价方法， 其特征在于： 所 述步骤二中， 利用Rayleigh分布函数对坑外地面沉降曲线进行修正， 得到基坑地面沉降曲 线估算公式如下： 式中d为距离基坑开挖面距离， 单位为m， H为开挖深度， 单位为m， δv为预测点竖向变形， 单位为mm， δvm为最大竖向变形， 单位 为mm。 8.根据权利要求1所述的一种深大岩质基坑卸荷变形的安全评价方法， 其特征在于： 所 述步骤四中， 所述岩质基坑安全评价体系包含基坑本身变化和基坑周边环境变化， 所述基 坑本身变化包括桩顶部水平位移、 桩顶部竖向位移、 深层水平位移、 锚索内力各个监测项累 积值和变化速率， 所述基坑周边环境变化包括周边环境地表沉降和建筑物监测项累积值和 变化速率、 上覆土层厚度、 软弱岩体厚度以及地下 水位。 9.根据权利要求1所述的一种深大岩质基坑卸荷变形的安全评价方法， 其特征在于： 所 述步骤四中， 划分风险等级的具体步骤为： 依据基坑开挖施工过程中的监测数据， 对监测项目控制值进行划分， 确定累计值以及 变化速率的控制标准， 制定四个风险等级， 分别为一级安全状态、 二级警戒状态、 三级预警 状态和四级危险状态。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115495956 A 3