1.螺旋锚基础承载效应评估方法,其特征在于,包括如下步骤:建立土体与螺旋锚的有限元模型,设置模型的边界条件,通过计算得到有限元数据;基于有限元数据,通过本构退化引入局部损伤变量以模拟剪切带发展,生成第一损伤数据;对土体施加空间约束以优化第一损伤数据,得到修正后的第二损伤数据;基于第二损伤数据进行有限元计算,输出用于评估承载效应的结果。
2.根据权利要求1所述的螺旋锚基础承载效应评估方法,其特征在于,所述建立土体与螺旋锚的有限元模型,设置模型的边界条件,通过计算得到有限元数据,具体为:基于地质与几何数据,分别建立土体与螺旋锚的三维有限元模型;在土体模型与螺旋锚模型之间设置相互作用关系,以模拟土-结构接触行为,形成完整的有限元模型;对有限元模型施加边界条件及荷载,所述边界条件包括对土体底部和侧向运动的约束,所述荷载为施加于螺旋锚上端的竖向拉力;对施加了边界条件与荷载的有限元模型进行求解,获取有限元数据。
3.根据权利要求2所述的螺旋锚基础承载效应评估方法,其特征在于,所述基于有限元数据,通过本构退化引入局部损伤变量以模拟剪切带发展,生成第一损伤数据,具体为:将有限元模型中各土体网格单元作为计算单元;基于各单元的应力应变状态,通过本构关系演化算法更新其局部损伤变量;根据更新后的局部损伤变量,判断并标记发生局部破坏的单元;汇总所有单元的损伤演化结果,生成第一损伤数据。
4.根据权利要求3所述的螺旋锚基础承载效应评估方法,其特征在于,所述基于各单元的应力应变状态,通过本构关系演化算法更新其局部损伤变量,包括基于损伤力学原理,构建单元应力–应变退化函数,具体为:初始化各土体单元的局部损伤变量;获取各单元的当前力学状态;根据所述当前力学状态与预定损伤演化规则,分段计算并更新所述局部损伤变量;基于更新后的所述局部损伤变量,生成单元的应力-应变退化函数。
5.根据权利要求4所述的螺旋锚基础承载效应评估方法,其特征在于,所述汇总所有单元的损伤演化结果,生成第一损伤数据,还包括第一应力-应变曲线的获取,具体为:获取各土体单元更新后的局部损伤变量及其对应的等效应力与等效应变;根据局部损伤变量与等效应力,通过应力-应变退化函数,将局部损伤变量映射到单元应力,得到退化应力;将等效应变与退化应力进行配对,生成各单元的退化应力–应变曲线。
6.根据权利要求5所述的螺旋锚基础承载效应评估方法,其特征在于,所述对土体施加空间约束以优化第一损伤数据,得到修正后的第二损伤数据,具体为:根据地质勘探数据,将有限元模型中的土体划分为多个具有不同土质特性的土层;针对划分后的每一土层,基于其离散特征对第一损伤数据中的损伤参数进行优化处理,以获得更符合实际土层力学响应的修正后损伤数据。
7.根据权利要求6所述的螺旋锚基础承载效应评估方法,其特征在于,所述根据地质勘探数据,将有限元模型中的土体划分为多个具有不同土质特性的土层,具体为:获取并整理场地的地质勘探数据;根据地质勘探数据中各钻孔的岩土名称与层底标高,生成每个钻孔的一维初始层序;基于一维初始层序,对每一岩土层的层底标高进行空间内插,生成表征各岩土层空间展布的三维层面函数;利用所述三维层面函数,将整个场地在垂直向上划分为若干三维土层体;将有限元网格中的每个土体单元映射至其所属的所述三维土层体中。
8.根据权利要求7所述的螺旋锚基础承载效应评估方法,其特征在于,所述针对划分后的每一土层,基于其离散特征对第一损伤数据中的损伤参数进行优化处理,以获得更符合实际土层力学响应的修正后损伤数据,具体为:针对每一土层,获取其内部所有土体单元的第一损伤数据;基于所述第一损伤数据,分析该土层的层内统计特性;根据层内统计特性,对土层内各单元的损伤数据进行优化处理,所述优化处理包括识别与层内统计特性差异显著的异常单元,并依据统计特性对异常单元的损伤变量进行修正;对相邻土层的界面区域进行平滑过渡处理;汇总所有土层优化后的损伤数据,生成整个土体系统的第二损伤数据。
9.根据权利要求8所述的螺旋锚基础承载效应评估方法,其特征在于,所述基于第二损伤数据进行有限元计算,输出用于评估承载效应的结果,具体为:将第二损伤数据输入至有限元求解器,作为土体本构关系与单元刚度退化的约束条件;对包含螺旋锚与土体的体系进行全场数值计算,获得系统的应力分布、位移场及荷载-位移响应;基于数值计算结果,识别结构的塑性发展与破坏区域,评估螺旋锚在不同荷载等级下的工作性能;根据荷载-位移响应与位移场,确定螺旋锚的极限承载力与变形特性,完成最终效应评估。
10.一种使用如权利要求1-9中任意一项所述的螺旋锚基础承载效应评估方法的系统,其特征在于,包括有限元建模模块、损伤力学分析模块、层内约束模块以及效应评估模块;有限元建模模块,用于建立土体与螺旋锚的有限元模型,设置模型的边界条件,通过计算得到有限元数据;损伤力学分析模块,用于基于有限元数据,通过本构退化引入局部损伤变量以模拟剪切带发展,生成第一损伤数据;层内约束模块,用于对土体施加空间约束以优化第一损伤数据,得到修正后的第二损伤数据;效应评估模块,用于基于第二损伤数据进行有限元计算,输出用于评估承载效应的结果。