(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 202210516399.3 (22)申请日 2022.05.12 (71)申请人 中南大学 地址 410012 湖南省长 沙市岳麓山左家垅 (72)发明人 金亮星　刘伯楠　覃天　韦俊杰　 (74)专利代理 机构 广州名扬高玥专利代理事务 所(普通合伙) 44738 专利代理师 郭琳 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/00(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种双层地基极限承载力的上限解分析方 法、 装置及 介质 (57)摘要 本发明提供了一种双层地基极限承载力的 上限解分析方法， S1， 建立竖直荷载下的双侧对 称双层地基破坏机构， 根据双层地基多刚块破坏 机构与土层分界线的位置关系获得各刚块的边 长和面积； 并根据双层地基多刚块破坏机构与土 层分界线的位置关系获得各刚块的绝对速度向 量、 相对速度向量； 其中双层地基多刚块破坏机 构与土层分界线的位置关系分为三种类型； S2， 依据虚功原理推导出地基极限承 载力计算公式； S3， 通过IRMO算法计算双层地基在竖直荷载作用 下相应的地基破坏滑移面的搜索以及地基极限 承载力的求解获取所述双层地基极限承载力。 本 发明考虑了土层分界线与刚块的关系， 可以更好 的计算双层地基的极限承 载力， 更好的适用实际 的双层地基的情况。 权利要求书5页 说明书21页 附图11页 CN 114925423 A 2022.08.19 CN 114925423 A 1.一种双 层地基极限承载力的上限解分析 方法， 其包括如下步骤： S1， 建立竖直荷载下的双侧对称双层地基破坏机构， 根据双层地基多刚块破坏机构与 土层分界线的位置 关系获得各刚块的边长和面积； 并根据双层地基多刚块破坏机构与土层 分界线的位置关系获得各刚块的绝对速度向量、 相对速度向量； 其中双层地基多刚块破坏 机构与土层分界线的位置 关系分为三种类型， 第一种类型： 土层分 界线穿过0号刚块ABC； 第 二种类型： 为土层分界线 未穿过0号刚块ABC但穿过了后续的部 分刚块； 第三种类型： 为土层 分界线完全置 于地基破坏机构之下； 对于第一种类型， 所述刚块以速度速度v0沿着竖直方向 向下运动， 对于第二种类型， 刚块 i的绝对速度向量方向角为； 其中， βi为第i个刚块的三角形左底角， 为上层 土的内摩擦角， θ为0号刚块等腰三角形ABC的底角， αi为第i个刚块的三角形顶角； 根据刚块 i‑1的类型以及刚块i、 刚块i ‑1的相对速度沿速度间断面方向及角度 获取刚块i的绝对速 度向量 υi和相对速度向量vi‑1,i； 对于第三种类型， 刚块i分为刚块id、 刚块iu， 刚块i的速度向量分别由刚块id、 刚块iu的 速度向量 来表示； 刚块id的绝对速度向量方向角为； 其中 为刚块id的三角形左底角， 为双层 地基下层土的内摩擦角， 为刚块iu的三角形顶角； 根据刚块i ‑1u和刚块id之间的相容速度关系， 获取刚块id的绝对、 相对速度向量 根据刚块i ‑1u和刚块iu、 刚块id和刚块iu之间的相容速度关系获取刚块iu的绝对速度向 量方向角 根据刚块i ‑1u和刚块id、 刚块i‑1u和刚块iu、 刚块id和刚块iu之间的相容速度关系， 获取 刚块id、 刚块iu的速度向量 S2， 依据虚功原理推导出地基极限承载力计算公式 其中， 表示基础两侧(2  n+2 I+1)个刚块的重力做功， 为刚块i的li速度间断面上的内力 耗能， 为刚块i的di速度间断面上的内力耗能， 表示基础两侧超载q做功， 其中I表示 第三类型刚块的个数； S3， 通过IRMO算法计算双层地基在竖直荷载作用下相应的地基破坏滑移面的搜索以及 地基极限承载力的求 解获取所述双层地基极限承载力。 2.根据权利 要求1所述的方法， 所述步骤S2中所述根据刚块i ‑1的类型以及刚块i、 刚块 i‑1的相对速度沿速度间断面方向及角度 获取刚块 i的速度vi具体包括： 刚块i与刚块i‑1的之间的相容速度关系存在两种情况： a)、 当刚块i ‑1、 i之间的相对速度vi‑1,i， 沿速度间断面向上并与之成角度 根据相容权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114925423 A 2速度矢量 三角形关系可 得： b)、 当刚块i ‑1、 i之间的相对速度vi‑1,i,沿速度间断面向下并与之成角度 根据相容 速度矢量 三角形关系可 得： 3.根据权利要求1所述的方法， 所述根据刚块i ‑1u和刚块id、 刚块i‑1u和刚块iu、 刚块id 和刚块iu之间的相容速度关系， 获取刚块 id、 刚块iu的速度向量 具体包括： 刚块i‑1u、 id之间的相容速度关系存在两种情况： a)刚块i‑1u、 id之间的相对速度 沿速速度间断面向上并与之成角度 根据相 容速度矢量 三角形关系可 得： b)刚块i‑1u、 id之间的相对速度 沿速度间断面向下并与之成角度 根据相容 速度矢量 三角形关系可 得： 4.根据权利要求3所述的方法， 所述根据刚块i ‑1u和刚块id、 刚块i‑1u和刚块iu、 刚块id 和刚块iu之间的相容速度关系， 获取刚块 id、 刚块iu的速度向量 具体包括： 刚块i‑1u、 iu的相容速度关系， 同样有两种情况： a)刚块i‑1u、 iu之间的相对速度 沿速度间断面向上并与之成角度 根据相容 速度矢量 三角形关系可 得： 权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114925423 A 3