(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 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111327622.1 (22)申请日 2021.11.10 (71)申请人 东北林业大 学 地址 150040 黑龙江省哈尔滨市香坊区和 兴路26号 (72)发明人 宫跃航　李明宝　郑俊杰　姚文杰　 郭亿辉　席晨　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权 代理有限公司 2321 1 代理人 张宏威 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于2D-3D转换系数的加筋路堤加筋体最大 垂度的获取方法、 系统及装置 (57)摘要 一种基于2D ‑3D转换系数的桩承式加筋路堤 相邻桩间加筋 体最大垂度的获取方法、 系统及装 置， 涉及特殊地基处理领域。 现有获得桩间加筋 体垂度的计算方法存在的计算复杂， 且未考虑三 维空间效应。 本发明包括： 获取桩承式加筋路堤 的物理参数； 根据桩承式加筋路堤的物理参数， 分析二维土拱的顶部微单元， 获取加筋体桩间土 中心处的竖向应力σs； 根据加筋体桩间土中心 处的竖向应力平 衡， 获取二维条件 下相邻桩间加 筋体的最大垂度； 建立三维模型， 利用三维模型 的相邻桩间最大垂度与二维模型相邻桩间最大 垂度的比值获取2D ‑3D转换系数； 根据2D ‑3D转换 系数和二维条件下相邻桩间加筋体的最大垂度 获取三维条件 下相邻桩间加筋 体的最大垂度。 本 发明适用于 应用建筑领域。 权利要求书4页 说明书8页 附图3页 CN 114139352 A 2022.03.04 CN 114139352 A 1.一种基于2D ‑3D转换系数的桩承式加筋路堤相邻桩间加筋体最大垂度的获取方法， 其特征在于， 所述的获取 方法包括： 采集桩承式加筋路堤的物理参数， 所述物理参数包括路堤高度、 桩帽尺寸、 桩间距、 路 堤填土的容重和内摩擦角； 根据路堤高度、 桩帽大小、 桩间距、 路堤填土的容重和内摩擦角， 获取加筋体桩间土中 心处的竖向应力σs； 根据加筋体桩间土中心处竖向应力平衡， 获取二维条件下相邻桩间加筋体的最大垂 度； 利用仿真软件建立三维模型， 根据三维模型在相同桩 间距条件下通过仿真软件建立二 维模型， 利用三维模型的相邻桩间最大垂度与二维模型相邻桩间最大垂度的比值获取2D ‑ 3D转换系数； 根据2D‑3D转换系数和二维条件下相邻桩间加筋体的最大垂度获取三维条件下相邻桩 间加筋体的最大垂度。 2.根据权利要求1所述的一种基于2D ‑3D转换系数的桩承式加筋路堤相邻桩间加筋体 最大垂度的获取方法， 其特征在于， 所述根据路堤高度、 桩帽尺寸、 桩间距、 路堤填土的容重 和内摩擦角， 获取加筋体桩间土中心处的竖向应力σs过程为： 建立二维土拱 竖向平衡方程： 其中， σr为径向应力， r为径向距离， 为微单元体圆心角， γ为路堤填料容重， σθ为侧 向应力； 所述通过建立二维土拱竖向平衡方程， 化简并省略高阶微量 获 得简化的竖向平衡方程： 在极限状态下， 拱顶切向应力与径向应力间的关系表达式为： σθ＝Kpσr， 所述极限状态表示土体达到最大承载能力或不适于继续承载的变 形的状态下， 其中， Kp 表示朗肯被动土 压力系数； 所述极限状态下， 二维土拱 竖向平衡方程 为： 其中， C为待定系数； 作用在土拱顶部下 拱面竖向应力σi为： 其中， s为桩间距， a为桩帽直径,H为路堤高度； 作用在桩间土拱中心处的竖向应力σs可表示为：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114139352 A 2因此， 作用在桩间土拱中心处的竖向应力σs为 3.根据权利要求2所述的一种基于2D ‑3D转换系数的桩承式加筋路堤相邻桩间加筋体 最大垂度的获取方法， 其特征在于， 所述桩间土拱中心处的竖向应力σs还包含桩间土拱上 竖向应力不均匀分布， 土拱作用在相邻桩间条 带范围内的荷载σ ′s为： σ′s＝0.8σs。 4.根据权利要求1所述的一种基于2D ‑3D转换系数的桩承式加筋路堤相邻桩间加筋体 最大垂度的获取方法， 其特征在于， 所述根据加筋体桩间土中心处竖向应力平衡， 获取二 维 条件下相邻桩间加筋体的最大垂度， 包括： 加筋体变形呈抛物线， 加筋体 变形方程为： 其中， δs(x)为加筋体竖向垂度方程， δsmax为相邻桩间加筋体中心处最大垂度， x为横坐 标； 格栅固定在桩帽边 缘， 根据格栅的变形 方程得到在桩帽边 缘处格栅的偏转角为： 其中， y′为加筋体 变形方程在桩帽边 缘处的的导数， δ ′为加筋体竖向垂度方程的导数； 根据Winkler弹性地基， 获得的地基为弹性 地基： σsb(x)＝k·δs(x)， 地基土反力系数k 值为： 其中， hc为桩间软土的获取深度， Es为桩间软土层的一维压缩 模量； 作用在加筋体底部均布的地基土反力 为： 加筋体上的竖向平衡方程 为： 根据平衡方程得到二维条件下相邻桩间加筋体的最大垂度 5.根据权利要求4所述的一种基于2D ‑3D转换系数的桩承式加筋路堤相邻桩间加筋体 最大垂度的获取 方法， 其特 征在于， 所述桩间软土层的一维压缩 模量Es， 包括：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114139352 A 3