本發(fā)明涉及一種大型基坑支撐體變形自動分析系統(tǒng)及數(shù)據(jù)分析方法，屬于基坑工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在大型基坑工程中，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)是較常見的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。支撐變形和支撐軸力是評價支護(hù)結(jié)構(gòu)以及整個基坑工程是否安全的重要依據(jù)。

目前鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)的變形，主要通過在支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置混凝土應(yīng)變計(jì)進(jìn)行測量。然而，鋼筋混凝土的變形受到荷載因素以及溫度變化、混凝土收縮和混凝土徐變等非荷載因數(shù)的綜合影響。例如，大型或者超大型深基坑工程的工期可能達(dá)到6個月甚至更長，支撐體結(jié)構(gòu)受到的最高溫差可能達(dá)到30度甚至更多，溫度變形是我們要考慮的重要因素。另外，大型、超大型基坑的支撐體結(jié)構(gòu)通常比較長，混凝土收縮產(chǎn)生的收縮變形也不可忽視。再者，在受到較大軸壓力的作用下，支撐體構(gòu)件的徐變變形也需要考慮。

然而，目前對變形的測量，僅能得出綜合變形的數(shù)值，無法具體得知其中的荷載變形、溫度變形、收縮變形、徐變變形等具體數(shù)值及所占比例，因此在出現(xiàn)變形較大時，無法得知各因素的影響程度，無法采取有效的應(yīng)對措施。因此，對于大型基坑施工中，為了更好地保障基坑施工的安全，有必要對大型基坑支撐體提供一種新型的變形自動分析系統(tǒng)及數(shù)據(jù)分析方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中無法具體得知其中的荷載變形、溫度變形、收縮變形、徐變變形等具體數(shù)值及所占比例，在基坑支撐體出現(xiàn)較大變形時，無法采取有效的應(yīng)對措施的問題，本發(fā)明提供了一種大型基坑支撐體變形自動分析系統(tǒng)及數(shù)據(jù)分析方法，能夠?qū)⒈O(jiān)測的應(yīng)變數(shù)據(jù)分解為溫度應(yīng)變、荷載應(yīng)變、收縮應(yīng)變和徐變應(yīng)變，清楚得知各應(yīng)變的具體數(shù)值及所長比例，實(shí)時監(jiān)控基坑支撐體的變形數(shù)據(jù)，為基坑安全施工提供保障。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明包括如下技術(shù)方案：

一種大型基坑支撐體變形自動分析系統(tǒng)，所述基坑支撐體為鋼筋混凝土梁，在施工現(xiàn)場設(shè)置與所述基坑支撐體具有相同的截面、配筋和混凝土配比的支撐體模型，所述數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)包括，

第一鋼筋計(jì)，串聯(lián)連接于所述基坑支撐體的主筋上，用以測量所述基坑支撐體主筋的綜合軸力F；

第二鋼筋計(jì)，串聯(lián)連接于所述支撐體模型的主筋上，用以測量所述支撐體模型主筋的綜合軸力F_模；

第一混凝土應(yīng)變計(jì)，安放于所述基坑支撐體中，用以測量所述基坑支撐體的溫度t和綜合應(yīng)變ε；

第二混凝土應(yīng)變計(jì)，安放于所述支撐體模型中，用以測量所述支撐體模型的溫度t_模和綜合應(yīng)變ε_模；

智能監(jiān)測平臺，包括數(shù)據(jù)接收器、數(shù)據(jù)處理器和顯示器；其中，所述數(shù)據(jù)接收器分別與所述第一鋼筋計(jì)、第二鋼筋計(jì)、第一混凝土應(yīng)變計(jì)、第二混凝土應(yīng)變計(jì)相連接，用以接收測量數(shù)據(jù)F、F_模、t、t_模、ε、ε_模；所述數(shù)據(jù)處理器，與所述數(shù)據(jù)接收器相連，內(nèi)部預(yù)設(shè)計(jì)算公式，將所述第一混凝土應(yīng)變計(jì)的綜合應(yīng)變ε分解為溫度應(yīng)變ε^t、荷載應(yīng)變ε^T、收縮應(yīng)變ε^P、徐變應(yīng)變ε^c；所述顯示器，用以顯示測量數(shù)據(jù)及測量數(shù)據(jù)的分解數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)處理器內(nèi)部預(yù)設(shè)的計(jì)算公式包括，

ε^t＝m·(t-t₀)；

ε^c＝ε-ε^t-ε^T-ε^P。

其中，m為溫度補(bǔ)償系數(shù)，為一常數(shù)；

t₀、t_模0—分別第一混凝土應(yīng)變計(jì)和第二混凝土應(yīng)變計(jì)的初始溫度；

—為第二混凝土應(yīng)變計(jì)的溫度應(yīng)變；

E_s、A_s—分別為鋼筋的彈性模量與第一鋼筋計(jì)串聯(lián)主筋的斷面面積；

F^T—為第一鋼筋計(jì)的荷載軸力。

進(jìn)一步，如權(quán)利要求1所述的大型基坑支撐體變形自動分析系統(tǒng)，

在所述基坑支撐體上設(shè)置q個測點(diǎn)，每個測點(diǎn)的橫斷面的鋼筋籠上、下、左、右四個方位的主筋上各串聯(lián)連接一個第一鋼筋計(jì)，每個測點(diǎn)橫斷面的中心處布設(shè)一個第一混凝土應(yīng)變計(jì)；

在所述支撐體模型上選取S個測點(diǎn)，每個測點(diǎn)的橫斷面的鋼筋籠上、下、左、右四個方位的主筋上各串聯(lián)連接一個第二鋼筋計(jì)，每個測點(diǎn)橫斷面的中心處布設(shè)一個第二混凝土應(yīng)變計(jì)。

優(yōu)選為，所述數(shù)據(jù)處理器還包括圖形輸出模塊。

優(yōu)選為，所述支撐體模型下鋪設(shè)混凝土墊層，在所述支撐體模型與所述混凝土墊層之間鋪設(shè)隔離層。

優(yōu)選為，所述隔離層包括自下而上依次設(shè)置的油氈隔離層、潤滑油膏、油氈隔離層。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種所述的大型基坑支撐體變形自動分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法，包括如下步驟：

S1.綁扎基坑支撐體的鋼筋籠，選取q個測點(diǎn)，每個測點(diǎn)的橫斷面的鋼筋籠上、下、左、右四個方位的主筋上各串聯(lián)連接一個第一鋼筋計(jì)，每個測點(diǎn)的橫斷面的中心處布設(shè)一個第一混凝土應(yīng)變計(jì)；

S2.在施工現(xiàn)場綁扎支撐體模型的鋼筋籠，選取S個測點(diǎn)，每個測點(diǎn)的橫斷面的鋼筋籠上、下、左、右四個方位的主筋上各串聯(lián)連接一個第二鋼筋計(jì)，每個測點(diǎn)的橫斷面的中心處布設(shè)一個第二混凝土應(yīng)變計(jì)，并同時澆筑基坑支撐體、支撐體模型所需的混凝土，使支撐體模型與基坑支撐體具有相同的截面形狀配筋及混凝土配比；

S3.將所述第一鋼筋計(jì)、第一混凝土應(yīng)變計(jì)、第二鋼筋計(jì)和第二混凝土應(yīng)變計(jì)與智能監(jiān)測平臺連接，并記錄第一混凝土應(yīng)變計(jì)、第二混凝土應(yīng)變計(jì)的初始溫度t_0j、t_模0h，其中：

t_0j—為基坑支撐體第j測點(diǎn)的初始溫度，j∈[1,q]；

t_模0h—分別為支撐體模型第i天第h測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)h∈[1,S]；

S4.所述智能監(jiān)測平臺分別計(jì)算所述第一鋼筋計(jì)的綜合軸力F_ij及第一混凝土應(yīng)變計(jì)的綜合應(yīng)變ε_ij、監(jiān)測溫度t_ij，和所述第二鋼筋計(jì)的綜合軸力F_模i及所述第二混凝土應(yīng)變計(jì)的綜合應(yīng)變ε_模ih、監(jiān)測溫度t_模ih；

其中，F(xiàn)_ij—為i時刻基坑支撐體第j測點(diǎn)的各第一鋼筋計(jì)的平均軸力；

ε_ij—為i時刻基坑支撐體第j測點(diǎn)的綜合變形；

t_ij—為i時刻基坑支撐體第j測點(diǎn)的監(jiān)測溫度；

F_模i—為i時刻支撐體模型各測點(diǎn)的所有第二鋼筋計(jì)的平均軸力；

ε_模ih—為i時刻支撐體模型第j測點(diǎn)的綜合變形；

t_模ih—i時刻支撐體模型第h測點(diǎn)的監(jiān)測溫度；

S5.將i時刻基坑支撐體j測點(diǎn)的綜合應(yīng)變ε_ij分解為溫度應(yīng)變荷載應(yīng)變收縮應(yīng)變徐變應(yīng)變包括如下步驟：

S5-1.計(jì)算i時刻基坑支撐體j測點(diǎn)的溫度應(yīng)變

S5-2.計(jì)算i時刻基坑支撐體j測點(diǎn)的荷載應(yīng)變其中：

S5-3.計(jì)算i時刻基坑支撐體j測點(diǎn)的收縮應(yīng)變

S5-4.計(jì)算i時刻基坑支撐體j測點(diǎn)的徐變應(yīng)變

其中，m為溫度補(bǔ)償系數(shù)；

E_s、A_s—分別為鋼筋的彈性模量及與第一鋼筋計(jì)串聯(lián)主筋的斷面面積。

進(jìn)一步，步驟S5之后還包括，S6.將第i天所述基坑支撐體上第j測點(diǎn)的溫度應(yīng)變荷載應(yīng)變收縮應(yīng)變徐變應(yīng)變變轉(zhuǎn)化為溫度變形荷載變形收縮變形徐變變形計(jì)算如下：

其中，l_j為測點(diǎn)j所涉及基坑支撐體的長度；基坑支撐體總長

進(jìn)一步，步驟S5中的溫度補(bǔ)償系數(shù)m的測量方法包括如下步驟：

S5-1：90天后混支撐體模型的凝土收縮應(yīng)變趨于穩(wěn)定，測得混凝土應(yīng)變ε_模主要由溫度應(yīng)變引起，選取N個特征試驗(yàn)時刻，測量混凝土第n個特征實(shí)驗(yàn)時刻的應(yīng)變數(shù)據(jù)ε_模nj、t_模nj，采用一次線性回歸擬合溫度補(bǔ)償系數(shù)m，其中，m＝polyfit(t_模nj,ε_模nj,1)；其中n∈[1,N]。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：本發(fā)明提供的大型基坑支撐體變形自動分析系統(tǒng)及數(shù)據(jù)分析方法，能夠?qū)⒈O(jiān)測的應(yīng)變數(shù)據(jù)分解為溫度應(yīng)變、荷載應(yīng)變、收縮應(yīng)變和徐變應(yīng)變，清楚得知各應(yīng)變的具體數(shù)值及所長比例，精確反映基坑施工中基坑支撐體的實(shí)際受力情況，實(shí)時監(jiān)控基坑支撐體的變形數(shù)據(jù)，為基坑安全施工提供保障。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的大型基坑支撐體變形自動分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的基坑支撐體測點(diǎn)布置圖；

圖3為支撐體模型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中測點(diǎn)1’的斷面圖；

圖5為本發(fā)明中第二鋼筋計(jì)與鋼筋串聯(lián)連接示意圖；

圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的大型基坑支撐體變形自動分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法流程框圖；

圖7為本發(fā)明第四實(shí)施例提供的基坑支撐體各監(jiān)測點(diǎn)綜合變形隨時間變化圖；

圖8為本發(fā)明第四實(shí)施例提供的基坑支撐體變形隨時間變化圖。

圖中標(biāo)號如下：

基坑支撐體100；第一鋼筋計(jì)110；第一混凝土應(yīng)變計(jì)120；支撐體模型200；第二鋼筋計(jì)210；主筋211；第二混凝土應(yīng)變計(jì)220；混凝土墊層230；隔離層240；智能監(jiān)測平臺300；數(shù)據(jù)接收器310；數(shù)據(jù)處理器320；圖形輸出模塊321；顯示器330。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的大型基坑支撐體變形自動分析系統(tǒng)及數(shù)據(jù)分析方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。結(jié)合下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

實(shí)施例一

請參閱圖1，圖1為本實(shí)施例提供的大型基坑支撐體變形自動分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。該基坑支撐體100為鋼筋混凝土梁，并在施工現(xiàn)場設(shè)置與基坑支撐體100具有相同的截面、相同配筋、相同混凝土標(biāo)號并同時澆筑的支撐體模型200。基坑支撐體的變形自動分析系統(tǒng)，包括若干第一鋼筋計(jì)110、第一混凝土應(yīng)變計(jì)120、第二鋼筋計(jì)210、第二鋼筋計(jì)210、第二混凝土應(yīng)變計(jì)220和智能監(jiān)測平臺300。其中，第一鋼筋計(jì)110，串聯(lián)連接于基坑支撐體100的主筋上，用以測量基坑支撐體100主筋的綜合軸力F；第一混凝土應(yīng)變計(jì)120，安放于基坑支撐體100中，用以測量基坑支撐體100的溫度t和綜合應(yīng)變ε；第二鋼筋計(jì)210，串聯(lián)連接于支撐體模型200的主筋上，用以測量支撐體模型200主筋的綜合軸力F_模；第二混凝土應(yīng)變計(jì)220，安放于支撐體模型200中，用以測量支撐體模型200的溫度t_模和綜合應(yīng)變ε_模；智能監(jiān)測平臺300，包括數(shù)據(jù)接收器310、數(shù)據(jù)處理器320和顯示器330；其中，數(shù)據(jù)接收器310分別與第一鋼筋計(jì)110、第一混凝土應(yīng)變計(jì)120、第二鋼筋計(jì)210、第二混凝土應(yīng)變計(jì)220相連接，用以接收所述測量數(shù)據(jù)F、F_模、t、t_模、ε、ε_模；數(shù)據(jù)處理器320與數(shù)據(jù)接收器310相連，內(nèi)部預(yù)設(shè)計(jì)算公式，將第一混凝土應(yīng)變計(jì)120的綜合應(yīng)變ε分解為溫度應(yīng)變ε^t、荷載應(yīng)變ε^T、收縮應(yīng)變ε^P、徐變應(yīng)變ε^c；顯示器330，用以顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)及測量數(shù)據(jù)的分解數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的實(shí)施方式為，數(shù)據(jù)處理器內(nèi)部預(yù)設(shè)的計(jì)算公式包括，

ε^t＝m·(t-t₀)；

ε^c＝ε-ε^t-ε^T-ε^P。

其中，m為溫度補(bǔ)償系數(shù)，為一常數(shù)；

t₀、t_模0—分別第一混凝土應(yīng)變計(jì)和第二混凝土應(yīng)變計(jì)的初始溫度；

—為第二混凝土應(yīng)變計(jì)的溫度應(yīng)變；

E_s、A_s—分別為鋼筋的彈性模量及與第一鋼筋計(jì)串聯(lián)主筋的斷面面積；

F^T—為第一鋼筋計(jì)的荷載軸力，F(xiàn)^T＝F-F_模。

需要說明的是，第一鋼筋計(jì)110與第二鋼筋計(jì)210僅是為了標(biāo)示所處位置的不同，其結(jié)構(gòu)、工作原理均相同。目前，鋼筋計(jì)都是通過串聯(lián)連接于構(gòu)件的主筋上，通過采集的鋼筋計(jì)頻率數(shù)據(jù)，換算出某根鋼筋所受軸力，具體公式為：其中，F(xiàn)_s為鋼筋計(jì)對應(yīng)軸力；f₀為初始頻率；f_i實(shí)時頻率；k為鋼筋計(jì)系數(shù)。

前述的綜合軸力F、F_模均是通過第一鋼筋計(jì)110、第二鋼筋計(jì)210的頻率數(shù)據(jù)換算而來。鋼筋計(jì)測量數(shù)值的影響因素，可以分為荷載因素和非荷載因素，其中非荷載因數(shù)主要包括溫度、混凝土收縮，混凝土徐變對鋼筋計(jì)的影響可以忽略，另外，支撐體模型200上未作用軸向荷載，故不考慮支撐體模型的荷載軸力。因此，F(xiàn)包括溫度軸力F^t、收縮軸力F^P、荷載軸力F^T，而F_模僅包括溫度軸力收縮軸力而且截面結(jié)構(gòu)相同、同時澆筑、環(huán)境條件相近的情形下，因此，公式中基坑支撐體的荷載軸力F^T的計(jì)算公式可選為F^T＝F-F_模。

還需要說明的是，第一混凝土應(yīng)變計(jì)120的讀數(shù)受到荷載因素以及溫度、混凝土收縮、混凝土徐等非荷載因素的影響，因此綜合應(yīng)變ε＝ε^t+ε^T+ε^P+ε^c；第二混凝土應(yīng)變計(jì)，未有軸向荷載，同時在沒有軸向荷載的情形下，徐變應(yīng)變很小，故可以忽略不計(jì)，因此

優(yōu)選為，所述數(shù)據(jù)處理器320還包括圖形輸出模塊321，繪制并呈現(xiàn)基坑支撐體100的應(yīng)變、變形隨時間變化的曲線圖。這樣有助于我們更加方便、更直觀地了解基坑支撐體應(yīng)力、應(yīng)變情況。

實(shí)施例二

相對于實(shí)施例一，優(yōu)選的實(shí)施方式為，在基坑支撐體100上設(shè)置q個測點(diǎn)，每個測點(diǎn)的橫斷面的鋼筋籠上、下、左、右四個方位的主筋上各串聯(lián)連接一個第一鋼筋計(jì)110，每個測點(diǎn)橫斷面的中心處布設(shè)一個第一混凝土應(yīng)變計(jì)120；在支撐體模型200上選取S個測點(diǎn)，每個測點(diǎn)橫斷面的鋼筋籠上、下、左、右四個方位的主筋上各串聯(lián)連接一個第二鋼筋計(jì)210，每個測點(diǎn)橫斷面中心處布設(shè)一個第二混凝土應(yīng)變計(jì)220。每個測點(diǎn)上取四個第一鋼筋計(jì)的平均值作為基坑支撐體100在該測點(diǎn)上的應(yīng)力，每個測點(diǎn)上取四個第二鋼筋計(jì)的平均值作為支撐體模型200在該測點(diǎn)上的應(yīng)力。該布置方式，可以更加全面且更加合理地監(jiān)測基坑支撐體100上的各測點(diǎn)的應(yīng)力和應(yīng)變數(shù)據(jù)。下面對照圖2至圖5作進(jìn)一步介紹。

圖2為本實(shí)施例提供的基坑支撐體測點(diǎn)布置圖，基坑的開挖采取分層分區(qū)開挖，并設(shè)置基坑支撐體100。圖中基坑支撐體100采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，選取一根長為220m的主梁，選取10個測點(diǎn)對該基坑支撐體100進(jìn)行監(jiān)測，分別為測點(diǎn)C1-C10。測點(diǎn)的選取方式為，基坑支撐體100由縱向立柱支撐，在兩根立柱之間的基坑支撐體上，靠近立柱支點(diǎn)1/3位置設(shè)置測點(diǎn)，如測點(diǎn)C1和C10；在施工縫的兩側(cè)布設(shè)測點(diǎn)，如測點(diǎn)C2和C3、測點(diǎn)C5和C6、測點(diǎn)C8和C9；在基坑支撐體交叉處選取測點(diǎn)，如測點(diǎn)C4和C7。

圖3為與圖2中支撐體模型200的結(jié)構(gòu)示意圖，支撐體模型200與基坑支撐體100具有相同的截面、相同的配筋、相同的混凝土配比、相同的溫度濕度環(huán)境，并與基坑支撐體100一起澆筑。作為舉例，支撐體模型200長度為4m，在距離一端1m、3m處分別設(shè)置測點(diǎn)1’、測點(diǎn)2’，每個測點(diǎn)上均設(shè)置有第二鋼筋計(jì)210和第二混凝土應(yīng)變計(jì)220。其中，支撐體模型200底部設(shè)置10cm厚的C15混凝土墊層230，在支撐體模型200與墊層230之間設(shè)置有隔離層240，隔離層240至上而下依次為油氈隔離層、潤滑油膏、油氈隔離層。設(shè)置平整的墊層230可以防止支撐體模型200在軟土上出現(xiàn)受力不均的情況，隔離層240可降低墊層230對支撐體模型200的溫度、收縮效應(yīng)產(chǎn)生影響。

圖4為圖3中測點(diǎn)1’的斷面圖，由于各測點(diǎn)的橫斷面均相同，故以圖3中測點(diǎn)1’的橫斷面圖舉例說明。在支撐體模型200的鋼筋籠的上下左右四個方位的靠近中部的主筋上分別串聯(lián)連接1個第二鋼筋計(jì)210，該鋼筋應(yīng)力計(jì)210用于監(jiān)測各主筋的應(yīng)力數(shù)據(jù)，取四個第二鋼筋計(jì)210的平均值作為測點(diǎn)1’的應(yīng)力；在鋼筋籠的靠近橫斷面的中心位置設(shè)置一個第二混凝土應(yīng)變計(jì)220，該混凝土應(yīng)變計(jì)220用于監(jiān)測支撐體模型的應(yīng)變數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)。因圖4為橫斷面圖，故主筋僅顯示為一個圓點(diǎn)，為了更好第說明第二鋼筋計(jì)210與主筋的連接方式，請參閱圖5，圖5為本發(fā)明中第二鋼筋計(jì)210與主筋211串聯(lián)連接示意圖，第二鋼筋計(jì)210的兩端分別焊接在兩根主筋211上，與兩根主筋211串聯(lián)在一起。

實(shí)施例三

請參閱圖6，圖6為本發(fā)明提供的一種大型基坑支撐體變形自動分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法的流程框圖，下邊結(jié)合圖1至圖5，對數(shù)據(jù)分析方法做進(jìn)一步描述。該數(shù)據(jù)分析方法包括如下步驟：

S1.綁扎基坑支撐體100的鋼筋籠，選取q個測點(diǎn)，每個測點(diǎn)橫斷面的鋼筋籠上、下、左、右四個方位的鋼筋上各串聯(lián)連接一個第一鋼筋計(jì)110，每個測點(diǎn)橫斷面的中心處布設(shè)一個第一混凝土應(yīng)變計(jì)120。其中，第一鋼筋計(jì)110的型號與主筋尺寸相配套。作為舉例，如圖2中所示，基坑支撐體100上共設(shè)置有10個測點(diǎn)，即q＝10。第一鋼筋計(jì)110可設(shè)置在兩個主筋的接頭處，也可以斷開一根主筋，然后將第一鋼筋計(jì)110焊接在缺口處。

S2.在施工現(xiàn)場綁扎支撐體模型200的鋼筋籠，選取S個測點(diǎn)，每個測點(diǎn)橫斷面的鋼筋籠上、下、左、右四個方位的鋼筋上各串聯(lián)連接一個第二鋼筋計(jì)210，每個測點(diǎn)橫斷面的中心處布設(shè)一個第二混凝土應(yīng)變計(jì)220，并同時澆筑基坑支撐體100、支撐體模型200所需的混凝土，使支撐體模型100與基坑支撐體200具有相同的截面形狀及配筋。作為舉例，如圖3中所示，支撐體模型200上共設(shè)置有2個測點(diǎn)，即S＝2。在施工現(xiàn)場，使支撐體模型200與基坑支撐體100具有大致相同的環(huán)境中，盡可能消除外界環(huán)境的差異。支撐體模型200下鋪設(shè)混凝土墊層230，在支撐體模型200與墊層230之間設(shè)置有隔離層240，隔離層240至上而下依次為油氈隔離層、潤滑油膏、油氈隔離層。

S3.將第一鋼筋計(jì)110、第一混凝土應(yīng)變計(jì)120、第二鋼筋計(jì)210和第二混凝土應(yīng)變計(jì)220與智能監(jiān)測平臺300連接，并記錄第一混凝土應(yīng)變計(jì)120、第二混凝土應(yīng)變計(jì)220的初始溫度t_0j、t_模0h。其中：t_0j—為基坑支撐體第j測點(diǎn)的初始溫度，j∈[1,q]；t_模0h—分別為分別為i時刻支撐體模型h測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)h∈[1,S]。工程中，鋼筋應(yīng)力計(jì)常采用振弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)。工程中常用埋入式混凝土應(yīng)變計(jì)，使用頻率作為輸出信號，抗干擾能力強(qiáng)；并且內(nèi)置溫度傳感器，對外界溫度影響產(chǎn)生的變化進(jìn)行溫度修正；每個傳感器內(nèi)部有計(jì)算芯片，自動對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行換算而直接輸出物理量。第一鋼筋計(jì)110、第一混凝土應(yīng)變計(jì)120、第二鋼筋計(jì)210和第二混凝土應(yīng)變計(jì)220均通過導(dǎo)線引出，導(dǎo)線的另一端與智能監(jiān)測平臺300相連接；在設(shè)置有無線傳輸、接收模塊時，也可以采用無線傳輸方式。

需要說明的是，所謂i時刻為某一測量時刻，該時刻可人為選擇，也可是預(yù)設(shè)方式的某一時刻，如預(yù)設(shè)每間隔一小時讀取一次測量數(shù)據(jù)并對綜合應(yīng)變進(jìn)行分析。

S4.所述智能監(jiān)測平臺300分別計(jì)算所述第一鋼筋計(jì)110的綜合軸力F_ij及第一混凝土應(yīng)變計(jì)120的綜合應(yīng)變ε_ij、監(jiān)測溫度t_ij，和所述第二鋼筋鋼筋計(jì)210的綜合軸力F_模i及所述第二混凝土應(yīng)變計(jì)的綜合應(yīng)變ε_模ih、監(jiān)測溫度t_模ih。其中：F_ij—為i時刻基坑支撐體第j測點(diǎn)的各第一鋼筋計(jì)的平均軸力，ε_ij—為i時刻基坑支撐體第j測點(diǎn)的綜合變形，t_ij—為i時刻基坑支撐體第j測點(diǎn)的監(jiān)測溫度，F(xiàn)_模i—為i時刻支撐體模型各測點(diǎn)的所有第二鋼筋計(jì)的平均軸力，ε_模ih—為i時刻支撐體模型第j測點(diǎn)的綜合變形，t_模ih—i時刻支撐體模型第h測點(diǎn)的監(jiān)測溫度。

需要說明的是，在基坑支撐體100每個測點(diǎn)均設(shè)置了4個第一鋼筋計(jì)110，因此，綜合軸力F_ijn為測點(diǎn)的第n個第一鋼筋計(jì)110由頻率換算的鋼筋綜合軸力。支撐體模型200上共S個測點(diǎn)，每個測點(diǎn)設(shè)置4個第二鋼筋計(jì)210，因此

S5.將i時刻基坑支撐體100的j測點(diǎn)的綜合應(yīng)變ε_ij分解為溫度應(yīng)變荷載應(yīng)變收縮應(yīng)變徐變應(yīng)變包括如下步驟：

S5-1.計(jì)算i時刻基坑支撐體100的j測點(diǎn)的溫度應(yīng)變

S5-2.計(jì)算i時刻基坑支撐體j測點(diǎn)的荷載應(yīng)變其中：

S5-3.計(jì)算i時刻基坑支撐體j測點(diǎn)的收縮應(yīng)變

S5-4.計(jì)算i時刻基坑支撐體j測點(diǎn)的徐變應(yīng)變

其中，m為溫度補(bǔ)償系數(shù)；E_s、A_s—分別為鋼筋的彈性模量與鋼筋的斷面面積。

其中，公式F^T＝F-F_模、ε＝ε^t+ε^T+ε^P+ε^c、在實(shí)施例一中進(jìn)行了說明，此處不再贅述。

通過該實(shí)施例，我們將i時刻基坑支撐體j測點(diǎn)的綜合應(yīng)變ε_ij通過智能監(jiān)測平臺自動分解為溫度應(yīng)變荷載應(yīng)變收縮應(yīng)變徐變應(yīng)變實(shí)現(xiàn)對基坑支撐體100的應(yīng)變數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)測，并清楚掌握其中的各因素在綜合應(yīng)變中所占比例，為有效降低綜合應(yīng)變提供依據(jù)。

為了更直觀地反映基坑支撐體100的變形情況，我們有必要將應(yīng)變數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為變形數(shù)據(jù)。優(yōu)選的實(shí)施方式為，步驟S5之后還包括，S6：將第i天所述基坑支撐體上第j測點(diǎn)的溫度應(yīng)變荷載應(yīng)變收縮應(yīng)變徐變應(yīng)變變轉(zhuǎn)化為溫度變形荷載變形收縮變形徐變變形計(jì)算公式為：其中，l_j為測點(diǎn)j所涉及基坑支撐體的長度；基坑支撐體總長作為舉例，如圖2中所示，測點(diǎn)為10個，即P＝10，測點(diǎn)1所涉及的長度l₁為基坑支撐體一端至測點(diǎn)1與測點(diǎn)2的中點(diǎn)處的距離；測點(diǎn)2一側(cè)為施工縫，則測點(diǎn)2所涉及的長度l₂為測點(diǎn)1與測點(diǎn)2的中點(diǎn)至測點(diǎn)2的距離。

進(jìn)一步，步驟S5中的溫度補(bǔ)償系數(shù)m為一常數(shù)，獲取方式為：(1)具有相同斷面、相同配筋、相同混凝土標(biāo)號的支撐體模型的溫度補(bǔ)償系數(shù)也相近，因此，可參考以往工程中計(jì)算的溫度補(bǔ)償系數(shù)。(2)可通過測量方式獲取，測量方法包為：待90天后支撐體模型200的混凝土收縮應(yīng)變ε_模p趨于穩(wěn)定，測得混凝土應(yīng)變ε_模主要由溫度應(yīng)變ε_模t引起，選取N個特征試驗(yàn)天，測量混凝土第n天的應(yīng)變數(shù)據(jù)ε_模nj、t_模nj，采用一次線性回歸擬合溫度補(bǔ)償系數(shù)m，其中，m＝polyfit(t_模nj,ε_模nj,1)；作為舉例，施工中支撐體模型200如圖3、圖4所示，測點(diǎn)1’、測點(diǎn)2’采用方式(1)測算的m值分別為3.318和3.602，取平均值3.46。

實(shí)施例四

請參閱圖7和圖8，其中，圖7為本實(shí)施例提供的基坑支撐體各監(jiān)測點(diǎn)綜合變形隨時間變化圖，圖8為本實(shí)施例提供的基坑支撐體綜合變形、荷載變形、徐變變形、溫度變形、收縮變形隨時間變化圖。

在施工中，基坑支撐體上設(shè)置10個監(jiān)測點(diǎn)，各測點(diǎn)布置如圖2所示。圖7反映了各測點(diǎn)所涉及基坑支撐體的長度內(nèi)的變形量隨時間變化圖，測點(diǎn)最大的變形可達(dá)到12.5mm。如圖8所示，基坑支撐體整個長度上，綜合變形在第68天、第86-89天約為60mm，荷載變形最大值出現(xiàn)在第60天約為30mm，徐變變形最大值約為22mm，溫度變形最大值約為16mm，收縮變形最大值約為4mm。

綜上所述，本發(fā)明通過在施工現(xiàn)場澆筑與基坑支撐體100同截面、同配筋、同混凝土配比的支撐體模型200，并在基坑支撐體100、支撐體模型200中分別設(shè)置與只能監(jiān)測平臺300相連的第一鋼筋計(jì)110和第一混凝土應(yīng)變計(jì)120、第二鋼筋計(jì)210、第二混凝土應(yīng)變計(jì)220，從而將監(jiān)測的綜合變形數(shù)據(jù)分解為荷載變形、徐變變形、溫度變形、收縮變形等。本發(fā)明提供的大型基坑支撐體變形自動分析系統(tǒng)及數(shù)據(jù)分析方法，能夠很清晰地反映出荷載因素及溫度、混凝土徐變、混凝土收縮等非荷載因素對基坑支撐體100的影響，能夠?yàn)獒槍π越档途C合應(yīng)變提供依據(jù)，從而為基坑施工提供安全保障，而且具有結(jié)構(gòu)簡單、施工方便的優(yōu)點(diǎn)。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。