(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 202210591673.3 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 华东交通大 学 地址 330013 江西省南昌市双港东大街808 号 (72)发明人 童立红　郭望龙　丁海滨　徐长节　 (74)专利代理 机构 四川省方圆智云知识产权代 理事务所(普通 合伙) 51368 专利代理师 王悦 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种采用三阶剪切变形板理论的地连墙侧 向变形计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种采用三阶剪切变形板理 论的地连墙侧向变形计算方法， 包括以下步骤： 结合实际工况， 获取计算对象的参数， 参数包括 土层、 地连墙、 支撑体系的几何与物理力学参数； 根据三阶剪切变形板理论确定地下连续墙的变 形函数； 根据里茨法， 最小势能原理和土压力理 论确定系数矩阵； 根据最小势能原理得到矩阵方 程； 将系数矩阵带入矩阵方程， 求解地下连续墙 侧向变形函数； 本发明的优点是： 计算结果的精 度高， 计算速度快， 为实际施工中的内支撑布置 方式、 开挖步、 地连墙厚度和插入比提供优化设 计指导。 权利要求书3页 说明书5页 附图3页 CN 114970159 A 2022.08.30 CN 114970159 A 1.一种采用三阶剪切变形板理论的地连墙侧向变形计算方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： 第一步， 结合实际工况， 获取计算对象的参数， 参数包括土层、 地连墙、 支撑体系的几何 与物理力学参数； 第二步， 根据三阶剪切变形板理论确定地下 连续墙的变形函数； 第三步， 根据pb ‑2里茨法， 最小势能原理和土压力理论确定系数矩阵； 根据最小势能原 理得到矩阵方程； 第四步， 将系数矩阵带入矩阵方程， 求 解地下连续墙侧向变形函数； 第五步， 将求解值和实测值对比， 验证参数取值以及计算是否正确； 若不正确回到步骤 二， 若正确即执 行步骤六； 第六步， 修改地下 连续墙厚度、 内支撑布置形式和入土深度进行参数分析； 第七步， 在完成上述步骤， 并确实无误后， 即可在施工前进行地下连续墙变形结果预 测。 2.根据权利要求1所述的一种采用三阶剪切变形板理论的地连墙侧向变形计算方法， 其特征在于： 第一步中结合 实际工况， 获取计算对象 的参数， 参数包括土层、 地连墙、 支撑体 系的几何与物理力学参数， 采用土压力理论计算主动土压力， 利用线弹性 “m”法计算被动土 压力， 内支撑以弹性杆件 模拟。 3.根据权利要求1所述的一种采用三阶剪切变形板理论的地连墙侧向变形计算方法， 其特征在于： 第二 步中根据三阶剪切变形板理论确定地下 连续墙的变形函数为： w(x,y,z)＝ w0(x,y) 式中， u0(x,y)为中面沿y轴的位移， v0(x,y)为中面沿x轴的位移， w0(x,y)为中面沿z轴 的位移， θ(x,y)为沿y轴的弯曲斜 率， 为沿x轴的弯曲斜 率， c1为 4.根据权利要求1所述的一种采用三阶剪切变形板理论的地连墙侧向变形计算方法， 其特征在于： 第三步中根据pb ‑2里茨法， 确定变形函数中的u0(x,y)、 v0(x,y)、 w0(x,y)、 θ(x, y)和 的表达式如下： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114970159 A 2式中， φxi(x,y)、 φyi(x,y)、 φzi(x,y)、 ψxi(x,y)和 ψyi(x,y)为若 干仅与x， y有关的函数； ai、 bi、 ci、 di和ei为可求解的未知参数； m、 n、 l、 o和p为未知参数的个数。 5.根据权利要求1所述的一种采用三阶剪切变形板理论的地连墙侧向变形计算方法， 其特征在于： 第四步中结合实际工况的支撑条件和土层信息得到势能的表达式， 如下： Ep＝U‑J 式中， U为地下连续墙的应变能， 与上述设立的变形函数有关； J为外荷载做功， 包括内 支撑做功、 主动土 压力做功和被动土 压力做功。 6.根据权利要求1所述的一种采用三阶剪切变形板理论的地连墙侧向变形计算方法， 其特征在于 ： 第四步中根据最小势能原理 和 得到如下矩阵方程； 式中， [K]为五个求解未知参数的系数刚度矩阵； 中 7.根据权利要求1所述的一种采用三阶剪切变形板理论的地连墙侧向变形计算方法， 其特征 在于 ： 第四 步中 在 利 用矩阵 方程求取得未 知参数 ci之 后 ， 将其 代入 之中， 可以得到地下 连续墙的整体侧向变形情况。 8.根据权利要求1所述的一种采用三阶剪切变形板理论的地连墙侧向变形计算方法， 其特征在于： 所述土 压力做功计算结合 不同的土 压力理论， 来 提高计算结果的精度。 9.根据权利要求1所述的一种采用三阶剪切变形板理论的地连墙侧向变形计算方法， 其特征在于： 所述计算结果的精度与未知参数的数量m、 n、 l、 o和p 有关， 在实际计算中， 取合权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114970159 A 3