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龍圖騰網(wǎng)獲悉湖南大學(xué)申請的專利一種基于徑向分段排水邊界的未打穿豎井地基固結(jié)計算方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN120257461B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-09發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202510744278.8，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/13；該發(fā)明授權(quán)一種基于徑向分段排水邊界的未打穿豎井地基固結(jié)計算方法是由黃明華;史雅倩;張玲;劉朝凡;周蘇華設(shè)計研發(fā)完成，并于2025-06-05向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種基于徑向分段排水邊界的未打穿豎井地基固結(jié)計算方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種基于徑向分段排水邊界的未打穿豎井地基固結(jié)計算方法，包括：獲取未打穿豎井地基的基本參數(shù)并歸一化；引入虛擬豎井假設(shè)和分段函數(shù)表示豎井邊緣處的徑向分段排水邊界條件，構(gòu)建未打穿豎井地基的三維軸對稱固結(jié)分析模型；推導(dǎo)得到不同條件下地基固結(jié)度和超孔隙水壓力的統(tǒng)一解答；通過數(shù)值拉普拉斯逆變換方法對解答形式進行轉(zhuǎn)化；優(yōu)化解答的級數(shù)計算項數(shù)并做合理性驗證；代入實際工程參數(shù)得到地基固結(jié)度以及地基全域范圍內(nèi)超孔隙水壓力分布的曲線圖。本發(fā)明針對豎井未打穿的軟土地基，分析了未打穿豎井地基的固結(jié)特性，克服了未打穿豎井地基固結(jié)度解答形式復(fù)雜，誤差較大的問題。

本發(fā)明授權(quán)一種基于徑向分段排水邊界的未打穿豎井地基固結(jié)計算方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于徑向分段排水邊界的未打穿豎井地基固結(jié)計算方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1，基于深厚軟土地基現(xiàn)場勘探試驗以及豎井排水體的設(shè)置方案，采集在計算中所需的未打穿豎井地基基本參數(shù)并歸一化； 步驟2，引入虛擬豎井和分段函數(shù)來表示豎井邊緣處的徑向分段排水邊界條件，構(gòu)建未打穿豎井地基的三維軸對稱固結(jié)分析模型； 步驟3，基于步驟2的模型，利用傅里葉級數(shù)展開和拉普拉斯變換，推導(dǎo)求解未打穿豎井地基的固結(jié)控制方程，計算得到不同條件下地基固結(jié)度和超孔隙水壓力的統(tǒng)一解答； 步驟4，通過數(shù)值拉普拉斯逆變換方法，優(yōu)化選取合適的級數(shù)計算項數(shù)，對地基固結(jié)度及超孔隙水壓力的解答形式進行簡化； 步驟5，基于簡化后的解答，代入實際工程的具體參數(shù)，即得到反映豎井打入深度比、豎井影響區(qū)半徑、地基土體滲透各向異性系數(shù)相關(guān)參數(shù)的地基固結(jié)度曲線，以及不同時間因數(shù)下地基全域范圍內(nèi)超孔隙水壓力的分布圖； 所述步驟1中，未打穿豎井地基基本參數(shù)包括軟土層厚度H、豎井打入土層深度h、豎井半徑rw、單個豎井影響區(qū)半徑re、地基土體體積壓縮系數(shù)mv、地基土體內(nèi)豎向滲透系數(shù)kv、地基土體內(nèi)徑向滲透系數(shù)kr和地基頂面瞬時施加的均布荷載q； 所述步驟1中，歸一化包括： 通過以下公式分別計算以下無量綱參數(shù)以實現(xiàn)歸一化：豎井打入深度比ρ、模型土體單元厚寬比η、土體滲透各向異性系數(shù)κ、豎井半徑與豎井影響區(qū)半徑之比R0、徑向坐標(biāo)變量R、豎向坐標(biāo)變量Z、無量綱超孔隙水壓力v和時間因數(shù)Tv； ρ=hH； η=Hre； κ=krkv； R0=rwre； R=rre； Z=zH； v=uq； ； 其中r表示徑向坐標(biāo)，z表示豎向坐標(biāo)，u為超孔隙水壓力，t為固結(jié)時間，為水的重度； 所述步驟2包括： 通過虛擬豎井和徑向分段函數(shù)來表示豎井邊緣處的邊界條件：針對未打穿豎井地基在打入層和未打入層的差異性，在豎井未打入段引入相同半徑rw的虛擬豎井，再分段考慮豎井邊緣處的徑向坐標(biāo)r=rw的徑向排水邊界；并設(shè)定在初始時刻，在地基頂面瞬時施加恒定荷載q后，超孔隙水壓力在整個地基土層中均勻分布；地基頂面作為排水邊界，地基底面作為不排水邊界；同時當(dāng)豎井在整個地基土層內(nèi)均勻布設(shè)且打入深度相等時，豎井影響區(qū)邊界的徑向坐標(biāo)r=re處考慮為徑向不排水邊界；從而建立未打穿豎井地基的三維軸對稱固結(jié)分析模型； 所述步驟3中，未打穿豎井地基的固結(jié)控制方程的表達式為： ； 并根據(jù)未打穿豎井地基的三維軸對稱固結(jié)分析模型給出求解條件包括： 1初始條件：； 2豎向邊界條件：； 3徑向邊界條件：； 所述步驟3中，在求解未打穿豎井地基的固結(jié)控制方程時，首先根據(jù)歸一化參數(shù)來將方程和求解條件轉(zhuǎn)化為無量綱形式，包括： 1固結(jié)控制方程：； 2初始條件：； 3豎向邊界條件：； 4徑向邊界條件：； 其中，F(xiàn)Z是關(guān)于Z的分段函數(shù)，取值為： ； 所述步驟3中，利用傅里葉級數(shù)展開和拉普拉斯變換，推導(dǎo)求解未打穿豎井地基的固結(jié)控制方程，計算得到不同條件下地基固結(jié)度和超孔隙水壓力的統(tǒng)一解答為： ； 其中為超孔隙水壓力v的拉普拉斯變換，，p為引入的拉普拉斯變量，表示第i項的正弦項奇次系數(shù)，i為從1到N的正整數(shù)，，π表示圓周率；為關(guān)于Z的廣義傅里葉級數(shù)展開系數(shù)，，為包含拉普拉斯變量p的歸一化組合根參數(shù)，；和分別為第一類和第二類的零階修正貝塞爾函數(shù)；和分別為第一類和第二類的一階修正貝塞爾函數(shù)；和為待定系數(shù)，； 為地基固結(jié)度的拉普拉斯變換，； 所述步驟4中，通過數(shù)值拉普拉斯逆變換方法，優(yōu)化選取合適的級數(shù)計算項數(shù)NS，對地基固結(jié)度及超孔隙水壓力的解答形式進行簡化，簡化后的結(jié)果為： ； 其中，為數(shù)值拉普拉斯逆變換參數(shù)，；NS為拉普拉斯逆變換的數(shù)值計算項數(shù)；n為從1到NS的正整數(shù)；k為不超過的最大正整數(shù)；!表示階乘運算符號。

如需購買、轉(zhuǎn)讓、實施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)＠麢?quán)人湖南大學(xué)，其通訊地址為：410082 湖南省長沙市岳麓區(qū)麓山南路2號；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。