(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 202210916425.1 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 上海建工一建集团有限公司 地址 200135 上海市浦东 新区中国 （上海） 自由贸易试验区福山路3 3号25-27楼 (72)发明人 徐磊　朱毅敏　郭健　刘晨晨　 张忆州　 (74)专利代理 机构 北京维正专利代理有限公司 11508 专利代理师 郑博文 (51)Int.Cl. E02D 33/00(2006.01) E02D 17/04(2006.01) E02D 17/02(2006.01) E02D 31/08(2006.01)G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01) (54)发明名称 一种考虑空间效应的伺服混凝土支撑轴力 主动优化方法 (57)摘要 本申请公开了一种考虑空间效应的伺服混 凝土支撑轴力主动优化方法， 涉及基坑工程中伺 服混凝土支撑轴力设计的领域， 其包括S1： 考虑 基坑工程施工的实际工况， 建立墙体刚度矩阵； S2： 确定主动 区土压力及被动区土体弹簧刚度； S3： 根据基坑施工中混凝土支撑的布置位置， 确 定伺服混凝土内支撑刚度矩阵； S4： 考虑安装新 的伺服支撑时会对原有的伺服混凝土内支撑刚 度矩阵产生的影响， 对支撑刚度体系进行调整； S5： 基于修正后控制平衡方程， 计算该条件下墙 体变形矩阵； S6： 判别步骤S5计算所得的基坑墙 体变形矩阵， 若满足控制条件， 即输出此时被动 区土压力分布与基坑墙体变形矩阵； 若不满足， 即修正被动区土体弹簧刚度， 并自步骤S2重复计 算， 直至满足。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115094963 A 2022.09.23 CN 115094963 A 1.一种考虑空间效应的伺服混凝土支撑轴力主动优化方法， 其特征在于： 包括有如下 步骤， S1： 考虑基坑工程施工的实际工况， 建立墙 体刚度矩阵[Ktotal]； S2： 确定主动区土 压力[Fsoil]及被动区土体弹簧刚度[Kpassive]； S3： 根据基坑施工中混凝 土支撑的布置位置， 确定伺服混凝 土内支撑刚度矩阵[Ks]； S4： 考虑安装 新的伺服支 撑时会对原有的伺服 混凝土内支 撑刚度矩阵[Ks]产生的影响， 对支撑刚度体系进行调整； S5： 基于修 正后控制平衡方程， 计算该 条件下墙 体变形矩阵[Δ]； S6： 对步骤S5计算所得的基坑墙体变形矩阵进行判别， 判断其是否满足控制条件， 若满 足控制条件， 即输出此时被动区土压力分布与基坑墙体变形矩阵； 若不满足， 即修正被动区 土体弹簧刚度， 并自步骤S2重复计算， 直至满足； S7： 根据所得的修正被动区土压力， 进行伺服混凝土轴力调控计算， 获得满足墙体变形 要求的伺服混凝 土支撑轴力值； S8： 根据计算所得伺服混凝土支撑轴力值， 调整实际施工中的伺服混凝土支撑系统加 载轴力； S9： 循环步骤S1 ‑S8， 计算实际施工中各开挖工况的被动土压力分布， 墙体变形以及伺 服支撑系统加载轴力， 直至基坑施工 完毕。 2.根据权利要求1所述的一种考虑空间效应的伺服混凝土支撑轴力主动优化方法， 其 特征在于： 步骤S4中支撑刚度体系调整如下： 在支撑刚度矩阵[Ks]中扣除第ij道调控内支 撑的刚度[Ks,ij]， i为支撑所处行号， j为支撑所处列号， 此时修正的支撑刚度矩阵为[K ′s]＝ [Ks]‑[Ks,ij]： 3.根据权利要求2所述的一种考虑空间效应的伺服混凝土支撑轴力主动优化方法， 其 特征在于： 考虑支撑位置处四周的节点单元均存在刚度， 将第ij道调控内支撑的刚度 [Ks,ij]写为： 同时假设支撑位置四周的单元节点与墙板单元的单元节点位置相同， 将墙板单元的单 元刚度[Kij]写为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115094963 A 24.根据权利要求3所述的一种考虑空间效应的伺服混凝土支撑轴力主动优化方法， 其 特征在于： 将输入的调控阈值更新支撑预加轴力矩阵[Fstruct]， [Fstruct]写为： 5.根据权利要求4所述的一种考虑空间效应的伺服混凝土支撑轴力主动优化方法， 其 特征在于： 计算当前支撑轴力， 对比调控阈值确定调控方向， 轴力计算公式为： 6.根据权利要求5所述的一种考虑空间效应的伺服混凝土支撑轴力主动优化方法， 其 特征在于： 步骤S5中所述修正后控制平衡方程为[Fsoil]+[Ks][Δs]+[Fstruct]＝([Ktotal]+ [Kpassive]+[K′s])·[Δ]， 步骤S5中所述墙体变形矩阵[Δ]＝[Fsoil]+[Ks][Δs]+[Fstruct]· {([Ktotal]+[Kpassive]+[K′s])}－1。 7.根据权利要求6所述的一种考虑空间效应的伺服混凝土支撑轴力主动优化方法， 其 特征在于： 步骤S6中所述的判别方法为： 将通过上述计算所得的墙体变形矩阵[Δ]与墙体 实际变形矩阵[Δactual]进行比较， 假设二者误差计算为： 若| η|不满足控制 要求， 则认为此时计算结果误差较大， 继续调整被动区土体弹簧刚度矩阵[Kpassive]重复上 述计算过程； 若|η|满足控制要求， 则认为此时被动区土体弹簧刚度矩 阵[Kpassive]满足要 求。 8.根据权利要求1所述的一种考虑空间效应的伺服混凝土支撑轴力主动优化方法， 其 特征在于： 步骤S1中墙 体刚度矩阵[Ktotal]包含围檩等结构的整幅地连墙的整体刚度矩阵。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115094963 A 3