(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 202211253309.2 (22)申请日 2022.10.13 (71)申请人 西安理工大 学 地址 710048 陕西省西安市金花 南路5号 申请人 长安大学 (72)发明人 慕焕东　邓亚虹　徐志杰　折海琴　 白逸松　张昭　何也　 (74)专利代理 机构 济南领升专利代理事务所 (普通合伙) 37246 专利代理师 崔苗苗 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于隔离墙的主动引导型地裂缝减灾方法 (57)摘要 本发明涉及一种地裂缝防灾减灾技术方法， 尤其涉及一种基于隔离墙的主动引导型地裂缝 减灾方法， 通过分析不同隔离墙设计方案等因素 对场地土层变形特征和 力学响应的影 响， 探明不 同影响因素下地裂缝场地土层差异沉降变形区 范围， 在地裂缝场地上盘设置隔离墙， 用以主动 引导、 转移地裂缝活动破裂方向， 协调因地裂缝 活动产生的差异沉降变形， 扩大地裂缝场地建设 范围。 建立了一种基于隔离墙的 “主动引导型 ”地 裂缝减灾新方法， 使地裂缝灾害得到了主动的防 控防治， 一改以往 “避让型”减灾方法和 “被动型” 减灾方法的缺陷， 真正实现了减小地裂缝差异变 形并能引导、 转移地裂缝发展方向的目的， 方便 快捷， 且原理简单有效。 权利要求书2页 说明书10页 附图7页 CN 115495826 A 2022.12.20 CN 115495826 A 1.基于隔离墙的主动引导型地裂缝减灾方法， 其特 征是， 包括以下步骤： 步骤1.1， 获取地裂缝场地土层剖面参数； 所述土层剖面参数包括： 土层的结构组成， 每 层土的埋深Hi， 每层土的物理、 力学性质； 所述物理、 力学性质包括弹性模量E、 泊松比μ、 容 重γ、 粘聚力c和内摩擦角 步骤1.2， 获取地裂缝的基本参数； 所述基本参数包括： 地裂缝的倾角及地下延伸深度； 步骤1.3， 获取地裂缝的强度参数以及地裂缝剖面与上下盘各土层之间界面材料的强 度参数， 所述强度参数包括法向刚度模量Kn、 剪切刚度模量Kt、 粘聚力c和内摩擦角 步骤1.4， 根据步骤1.1、 1.2、 1.3的获取的参数建立原 始场地的数值分析模型； 步骤1.5， 在步骤1.4建立的数值分析模型上模拟地裂缝差异沉降运动， 获取在地裂缝 差异沉降运动下原 始场地的地表差异沉降曲线； 步骤2.1， 获取隔离墙的材料参数、 隔离墙与上下盘各土层之间界面材料的强度参数， 根据地裂缝的基本参数， 建立包含不同结构参数隔离墙的地裂缝场地数值分析模型； 所述 隔离墙的材料参数包括： 隔离墙材料、 弹性模量E、 泊松比μ和容重γ； 所述结构参数包括： 隔 离墙距地裂缝地表露头距离、 隔离墙宽度、 隔离墙嵌入深度； 步骤2.2， 在步骤2.1建立的包含不同结构参数隔离墙的数值分析模型上模拟地裂缝差 异沉降运动， 获取在地裂缝差异沉 降运动下设置有隔离墙的原始场地的地表差异沉 降曲 线， 与步骤1.5比较进 而获得不同隔离墙结构参数对地裂缝差异沉降运动的影响规 律； 步骤2.3， 根据步骤2.2中不同隔离墙结构参数对地裂缝差异沉降运动的影响规律确定 隔离墙的结构参数。 2.根据权利要求1所述的基于隔离墙的主动引导型地裂缝减灾方法， 其特征是， 步骤 2.1中： 所述隔离墙与上下盘各土层之间界面材料的强度参数根据隔离墙的厚度tv和强度 折减系数R确定 。 3.根据权利要求1所述的基于隔离墙的主动引导型地裂缝减灾方法， 其特征是， 步骤 1.5和2.2中， 所述模拟地裂缝差异沉降运动通过设置不同的地裂缝垂直 位错量Sz实现。 4.根据权利要求1所述的基于隔离墙的主动引导型地裂缝减灾方法， 其特征是， 步骤 2.1中， 所述建立具有不同结构参数隔离墙的地裂缝场地数值分析模型是指在数值分析模 型中的地裂缝与土层之间、 隔离墙与土层之间建立界面单元， 在数值分析模型 的侧向边界 设置水平约束、 底部边界设置竖向约束。 5.根据权利要求3所述的基于隔离墙的主动引导型地裂缝减灾方法， 其特征是， 垂直位 错量Sz为10、 20、 3 0、 40或50cm。 6.根据权利要求1所述的基于隔离墙的主动引导型地裂缝减灾方法， 其特征是， 所述地 裂缝的倾角为6 0°到80°。 7.根据权利要求1所述的基于隔离墙的主动引导型地裂缝减灾方法， 其特征是， 所述地 裂缝的地下延伸深度为5 0m。 8.根据权利要求1所述的基于隔离墙的主动引导型地裂缝减灾方法， 其特征是， 还包括 以下步骤： 步骤3.1， 模拟具有步骤2.3所确 定的结构参数的隔离墙在地裂缝差异沉降运动 作用下的受力特征， 获得隔离墙的内力和弯矩， 进而计算得出隔离墙在地裂缝差异沉降运 动下所受的水平应力大小和水平位移大小； 步骤3.2， 对隔离墙的变形状态及稳定性进行评价：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115495826 A 2将隔离墙在地裂缝差异沉降运动下所受的水平应力大小及其所产生的水平位移大小 与规范中支护结构的设计抗剪强度、 弯矩和容许最大位移进行对比， 判断是否超过设计抗 剪强度、 弯矩和容许最大位移； 对于超过设计抗剪强度、 弯矩和容许最大位移的， 进行隔离 墙结构参数的补强设计， 对于安全富 余度较高的， 对原隔离墙参数进行优化设计。 9.根据权利要求8所述的基于隔离墙的主动引导型地裂缝减灾方法， 其特征是， 步骤 3.1采用下述方法计算得出隔离墙的在地裂缝差异 沉降运动下所 受的水平应力大小及其所 产生的水平位移大小： 通过文 克尔地基模型所研究 的挠度曲线微分方程推导出相应的水平 抗力公式， 采用m法， 计算得到支护结构各截面的水平位移x： px＝khxb0       (2) kh＝mzn            (3) 上式中， 由于采用的是m法， 故n＝1， m作为土的水平抗力系数的比例系数， 该数值可按 《建筑桩基技术规范》 JGJ94 ‑2008附录C.0.2.确定、 z为桩体埋深长度、 kh为土的水平抗力系 数、 px为土体作用在桩上的水平抗力、 E为桩的弹性模量、 I为桩的惯性矩、 b0为桩的计算宽 度、 x为桩的水平位移、 dx为水平位移微元、 dz为桩体埋深微元。 10.根据权利要求1所述的基于隔离墙的主动引导型地裂缝减灾方法， 其特征是， 步骤 3.2中， 隔离墙结构参数的补强设计措施包括： 加强支护参数和预加固技 术。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115495826 A 3