一种围护结构弯矩估算方法、系统、电子设备及存储介质与流程

1.本发明属于基坑技术领域，尤其涉及一种围护结构弯矩估算方法、系统、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.综合考量围护结构深层变形、内力可较好的评价基坑的安全状态。围护结构深层变形通常采用测斜仪量测得到，该监测技术发展成熟，测量精度满足工程需要，可低成本的沿深度方向密集的获取围护结构的变形。围护结构弯矩通过采用埋设在其内部的钢筋应力计量测的钢筋应力间接计算得到，然而普通钢筋应力计在埋设和使用过程的存活率较低，若采用高性能钢筋应力计则会增加工程监测成本。另外，若需沿深度方向获取密集的弯矩数据，则钢筋应力计沿深度方向的布置过密，将会产生元件埋设困难及大幅增加成本等问题。因此，工程技术人员在考虑工程监测方案时，综合经济成本和实用性等因素，一般会将钢筋应力测点布置较少或不布设，现行监测规范中对常规基坑的围护结构内力监测也未做强制性要求，而变形监测一般强制要求。但为了更好的判断基坑的安全状态，往往利用围护结构变形测值来估算其弯矩。
3.目前，利用围护结构变形测值估算其弯矩主要的常用方法有：一、定圆法：理论上推导了围护结构水平位移量与其变形曲率之间的关系，但由于仪器测量时产生的误差，使得该方法计算得到的曲率震荡，误差较大；二、三次函数拟合五点曲线的方法：该方法需分段选点进行拟合，拟合结果与分段选点直接相关，其结果具有一定的随机性。另外，将围护结构变形测点分成多段，工程使用起来相对复杂繁琐；三、多项式拟合法和光顺样条曲线法：该方法使用简单，得到的围护墙弯矩在其围护墙中部较准确，但未能考虑围护结构的端部约束条件，导致两者的弯矩估算结果在围护结构端头部分存在较大误差，且越接近端头部位估算的弯矩误差越大。
4.针对上述缺陷，亟需提供一种简单易用，且更合理准确的围护结构弯矩估算方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种围护结构弯矩估算方法、系统、电子设备及存储介质，克服现有围护结构弯矩估算方法的缺陷且合理准确。
6.本发明是通过以下技术方案实现的：
7.一种围护结构弯矩估算方法，包括以下步骤：
8.以围护结构顶部截面形心为坐标原点o，建立坐标系yoz；
9.在围护结构上确定多个不同深度的测点，并获取围护结构在各测点处的变形测值；
10.在坐标系yoz中假设围护结构的水平位移沿深度变化的拟合函数为根据拟合函数计算得到各测点处的水平位移值，其中，z为测点与围护结构顶部截面之间距离，u(z)为在深度z处围护结构的水平位移值，ai为拟合函数的系数，i＝0、
1、
……
、m；
11.基于各测点处的变形测值和水平位移值，得到累计残差函数其中，n为测点的数量，u(zi)为第i个测点处的水平位移值，yi为第i个测点处的变形测值；
12.根据约束规则，获取预设数量个约束函数；
13.基于累计残差函数和预设数量个约束函数，根据拉格朗日乘法，引入预设数量个拉格朗日因子，构建拉格朗日优化函数其中，l为预设数量，λk为第k个拉格朗日乘数因子，为第k个约束函数，其中k＝1、2、
……
、l；
14.对f求ai和λk的偏导，并令偏导为零，计算得到u(z)的每个系数的值；
15.基于计算得到的u(z)的每个系数的值，根据围护结构位移与弯矩的关系得到围护结构的弯矩沿深度变化的函数其中，e为围护结构的弹性模量，i为围护结构的截面惯性矩，为u(z)中系数ai的值。
16.进一步地，根据约束规则，获取预设数量个约束函数的步骤包括：
17.判断围护结构顶部是否有支撑结构；
18.若围护结构顶部没有支撑结构，则得到约束函数和和
19.若围护结构顶部有支撑结构，确认支撑结构为铰接支撑还是固结支撑；
20.若支撑结构为铰接支撑，则得到约束函数
21.基于各测点处的变形测值，判断围护结构底端是否发生变形；
22.若围护结构底端未发生变形，则得到约束函数其中，h为围护结构的高度；
23.若围护结构底端发生变形，则得到约束函数
24.进一步地，根据约束规则，获取预设数量个约束函数的步骤包括：
25.在多个测点中选取预设数量个目标测点，在各目标测点上埋设弯矩监测器；
26.基于弯矩监测器测得的弯矩监测值，得到预设数量个约束函数其中，zk为第i个目标测点与维护结构顶端之间的距离，bk为第i个目标测点上的弯矩监测器测得的弯矩监测值。
27.进一步地，预设数量大于等于2。
28.本发明还提供一种围护结构弯矩估算系统，包括：
29.建立模块，用于以围护结构顶部截面形心为坐标原点o，建立坐标系yoz；
30.确定模块，用于在围护结构上确定多个不同深度的测点，并获取围护结构在各测点处的变形测值；
31.假设模块，用于假设围护结构的水平位移沿深度变化在坐标系yoz下的拟合函数为根据拟合函数计算得到各测点处的水平位移值，其中，z为测点与围护结构顶部截面之间距离，u(z)为在深度z处围护结构的水平位移值，ai为拟合函数的系数，i＝0、1、
……
、m；
32.第一得到模块，用于基于各测点处的变形测值和水平位移值，得到累计残差函数其中，n为测点的数量，u(zi)为第i个测点处的水平位移值，yi为第i个测点处的变形测值；
33.获取模块，用于根据约束规则，获取预设数量个约束函数；
34.第二得到模块，用于基于累计残差函数和预设数量个约束函数，根据拉格朗日乘法，引入预设数量个拉格朗日因子，构建拉格朗日优化函数其中，l为预设数量，λk为第k个拉格朗日乘数因子，为第k个约束函数，其中k＝1、2、
……
、l；
35.计算模块，用于对f求ai和λk的偏导，并令偏导为零，计算得到u(z)的每个系数的值；
36.第三得到模块，用于基于计算得到的u(z)的每个系数的值，得到围护结构的弯矩沿深度变化的函数其中，e为围护结构的弹性模量，i为围护结构的截面惯性矩，为u(z)中系数ai的值。
37.本发明还公开了一种电子设备，包括储存器和处理器，储存器储存有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一项方法的步骤。
38.本发明还公开了一种计算机可读储存介质，其上储存有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一项的方法的步骤。
39.相比于现有技术，本发明的有益效果为：简单易用且更合理准确，基于围护结构的实测变形数据与围护结构的水平位移拟合函数、约束函数有机结合，并引入拉格朗日乘数因子最终获得围护结构弯矩沿深度变化的函数，实现估算围护结构任意深度的弯矩，从而可实现围护结构弯矩自动化实时估算。
附图说明
40.图1为本发明围护结构弯矩估算方法的步骤流程图；
41.图2为围护结构在坐标系yoz上的变形监测示意图；
42.图3为本发明围护结构弯矩估算系统的模块示意图；
43.图4为本发明电子设备一实施例的结构示意框图；
44.图5为本发明计算机可读储存介质一实施例的结构示意图。
具体实施方式
45.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施
例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
46.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
48.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
49.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
50.请参阅图1和图2，图1为本发明围护结构弯矩估算方法的步骤流程图，图2为围护结构在坐标系yoz上的变形监测示意图。一种围护结构弯矩估算方法，包括以下步骤：
51.s1、以围护结构顶部截面形心为坐标原点o，建立坐标系yoz；
52.s2、在围护结构上确定多个不同深度的测点，并获取围护结构在各测点处的变形测值；
53.s3、在坐标系yoz中假设围护结构的水平位移沿深度变化的拟合函数为根据拟合函数计算得到各测点处的水平位移值，其中，z为测点与围护结构顶部截面之间距离，u(z)为在深度z处围护结构的水平位移值，ai为拟合函数的系数，i＝0、1、
……
、m；
54.s4、基于各测点处的变形测值和水平位移值，得到累计残差函数其中，n为测点的数量，u(zi)为第i个测点处的水平位移值，yi为第i个测点处的变形测值；
55.s5、根据约束规则，获取预设数量个约束函数；
56.s6、基于累计残差函数和预设数量个约束函数，根据拉格朗日乘法，引入预设数量个拉格朗日因子，构建拉格朗日优化函数其中，l为预设数量，λk为第k个拉格朗日乘数因子，为第k个约束函数，其中k＝1、2、
……
、l；
57.s7、对f求ai和λk的偏导，并令偏导为零，计算得到u(z)的每个系数的值；
58.s8、基于计算得到的u(z)的每个系数的值，根据围护结构位移与弯矩的关系得到
围护结构的弯矩沿深度变化的函数其中，e为围护结构的弹性模量，i为围护结构的截面惯性矩，为u(z)中系数ai的值。
59.在上述步骤s1中，以围护结构顶部截面形心为坐标原点，以竖直向下的方向为z轴正方向，以指向围护结构所围成的基坑内部的方向为y轴正方向，建立平面直角坐标系yoz，如图2所示。
60.在上述步骤s2中，在围护结构上选取n个测点，测点沿围护结构的高度方向间隔设置，使得各个测点的深度不同，其中位于最上方的测点为围护结构的顶部，并由下到上按深度进行排序编号，然后通过测斜仪获取围护结构在各个测点处的变形测值，从而可以得到在平面直角坐标系yoz中的一组坐标(z1，y1)、(z2，y2)、(z3，y3)、
……
、(zn，yn)，z1、z2、z3、
……
、zn分别为第一个测点、第二个测点、第三个测点、
……
、第n个测点距离围护结构顶端的距离值，y1、y2、y3、
……
、yn分别为第一个测点、第二个测点、第三个测点、
……
、第n个测点处的变形测值。
61.在上述步骤s3中，根据力学理论，土压力是位移曲线的4阶倒数，根据太沙基对柏林地铁基坑的研究，以及《日本建筑结构基础设计规范》中土压力推荐的分布形式，认为土压力分布形态类似于抛物线，因此假设围护结构的水平位移沿深度变化在坐标系yoz中的拟合函数为m阶多项式：则拟合函数u(z)的系数为ai，i＝0、、1、
……
、m。例如将拟合函数假设为6阶多项式：u(z)＝a0 a1z1 a2z2 a3z3 a4z4 a5z5 a6z6。
62.在上述步骤s4中，对于每个测点，计算该测点处变形测值和水平位移值之间的差值函数，得到n个差值函数l1＝u(z1)-y1、l2＝u(z2)-y2、
……
、ln＝u(zn)-yn；对获得的n个差值函数的平方值累加得到累计残差函数
63.在上述步骤s5中，基于围护结构变形实测数据、围护结构类型及工程实际情况，确定围护结构的约束条件，从而基于约束条件，根据约束规则获取预设数量个约束函数k＝1、
……
、l，为约束位置距离围护结构顶部的距离。在计算过程中，考虑的约束条件越多，获取的约束函数越多，则估算越准确，因此要保证计算准确，至少要考虑2个约束条件，所以预设数量大于等于2。
64.进一步去地，在步骤s5中，根据约束规则，获取预设数量个约束函数的步骤包括：
65.s51、判断围护结构顶部是否有支撑结构；
66.s52、若围护结构顶部没有支撑结构，则得到约束函数和
67.s53、若围护结构顶部有支撑结构，确认支撑结构为铰接支撑还是固结支撑；
68.s54、若支撑结构为铰接支撑，则得到约束函数
69.s55、基于各测点处的变形测值，判断围护结构底端是否发生变形；
70.s56、若围护结构底端未发生变形，则得到约束函数其中，h为围护结构的高度；
71.s57、若围护结构底端发生变形，则得到约束函数
72.在上述步骤s51至步骤s57中，在确认约束条件时，可以考虑围护结构的边界约束，利用测斜仪测量的围护结构的变形测值以及围护结构类型确定围护结构的约束条件。具体地，围护结构顶部的支撑结构形式直接决定了围护结构顶部内力边界体条件，当围护结构顶端没有支撑结构时，则说明围护结构顶部无约束，围护结构顶部剪力和弯矩均为0，而围护结构顶部的深度为0，则根据表1围护结构截面的变形与内力之间的关系，得到护结构顶部的深度为0，则根据表1围护结构截面的变形与内力之间的关系，得到和因此，从而可以得到两个约束函数和即得到两个约束函数和当围护结构顶部有支撑结构，且支撑结构为铰接支撑时，铰接的地方弯矩为0，因此围护结构顶部弯矩为0，剪力不为0，根据表1得到从而可以得到一个约束函数即得到约束函数其中，铰接支撑为钢支撑、锚索等。当围护结构顶部有支撑结构，且支撑结构为固接支撑时，围护结构顶部的剪力和弯矩均不等于0，因此不能确定围护结构顶部的剪力和弯矩，不能作为约束条件，因此不能得到约束函数。
73.表1围护结构截面的变形与内力之间的关系
[0074][0075]
围护结构底端是否变形决定了围护结构底端内力边界体条件，根据在步骤s2中利用测斜仪获取围护结构在各个测点处的变形测值，结合现有的有限元数值分析手段计算围护结构在不同深度的水平位移，根据围护结构不同深度的水平位移可判断围护结构底端是否发生变形。若围护结构底端没有发生水平位移，则围护结构底端未发生变形，说明围护结构底端约束较强，弯矩较大，则围护结构底端可以认为其位移和转角均为0，而围护结构底端到围护结构顶部的距离为围护结构的高度h，因此根据表1可得到从而可以得到一个约束函数即得到约束函数若围护结构底端发生水平位移，则围护结构底端发生变形，说明围护结构底端约束较弱，弯矩较小，同时由于围护结构的端部效应，可认为围护结构底端的弯矩为0，因此根据表1可得到小，同时由于围护结构的端部效应，可认为围护结构底端的弯矩为0，因此根据表1可得到从而可以得到一个约束函数即得约束函数
[0076]
进一步地，为便于获得预设数量个约束函数，在步骤s5中，根据约束规则，获取预设数量个约束函数的步骤包括：
[0077]
s58、在多个测点中选取预设数量个目标测点，在各目标测点上埋设弯矩监测器；
[0078]
s59、基于弯矩监测器测得的弯矩监测值，得到预设数量个约束函数s59、基于弯矩监测器测得的弯矩监测值，得到预设数量个约束函数其中，zk为第i个目标测点与维护结构顶端之间的距离，bk为第i个目标测点上的弯矩监测器测得的弯矩监测值。
[0079]
在上述步骤s58至步骤s59中，在选取的各个目标测点上埋设弯矩监测器，以通过弯矩监测器获取围护结构在各个目标测点处的弯矩值，弯矩监测器测量的弯矩值为实际值，因此可作为约束条件，根据表1可得到从而可以得到从而可以得到进一步地，步骤s58至步骤s59可单独执行，或者是在步骤步骤s51至步骤s57中得到的约束函数的数量不够预设数量时，执行步骤s58至步骤s59。
[0080]
在上述步骤s6中，拉格朗日乘法是一种寻找变量受一个或多个条件所限制的多元函数的极值的方法，在得到预设数量个约束函数后，引入预设数量个拉格朗日因子λ1、λ2、
……
、λ
l
，再结合步骤s4中得到的累计残差函数，构建拉格朗日优化函数
[0081]
在上述步骤s7中，对f求ai和λk的偏导，并令偏导为零，得到n 1 l个方程：
[0082][0083][0084][0085][0086][0087]
联立n 1 l个方程求解得到u(z)的系数ai的值
[0088]
在上述步骤s8中，将得到u(z)的系数ai的值代入u(z)中得到根据围护结构位移与弯矩的关系得到围护结构的弯矩沿深度变化的弯矩函数将代入即可得到其中，e为围护结构的弹性模量，可通过室内力学试验得到围护结构材料的弹性模量e，i为围护结构的截面惯性矩，与围护桩截面性质相关，围护结构取1延米计算截面惯性矩i，具体计算方法可参考理论力学及结构力学原理，此为现有技术，在此不再赘述。然后根据弹性模量和截面惯性矩计算得到围护结构的截面抗弯刚度ei。此时将围护结构上的任意深度输入弯矩函数m(z)即可得到深度的弯矩估算值，从而实现围护结构弯矩自动化实时估算。
[0089]
以下说明本发明围护结构弯矩估算方法在一实施工程中的应用：
[0090]
某基坑工程采用厚度为t，深度为h的地下连续墙作为围护结构，围护结构顶部支撑采用钢管支撑。
[0091]
以围护结构顶部截面形心为坐标原点，建立平面直角坐标系yoz，在本实施例中，
在坐标系yoz中假设围护结构的水平位移沿深度变化的拟合函数为6阶多项式：在坐标系yoz中假设围护结构的水平位移沿深度变化的拟合函数为6阶多项式：
[0092]
然后在围护结构中由下到上确定多个测点，各测点与围护结构顶部之间的距离分别为z1、z2、z3、
……
、zn，利用测斜仪从下往上测量个测点的变形测值y1、y2、y3、
……
、yn。将各测点的深度z1、z2、z3、
……
、zn代入拟合函数u(z)中，获得个测点处的水平位移值，
[0093]
然后计算各测点处的变形测值和水平位移值之间的差值函数，对差值函数的平方值累加得到累计残差函数
[0094]
围护结构采用的支撑结构为钢管支撑，属于铰接支撑，并且通过测斜仪数据可知围护结构底部存在变形，因此此围护结构的边界约束条件为两端部的弯矩为0，根据围护结构的边界约束条件，由约束规则可以得到两个约束函数和和
[0095]
本实施例有两个边界约束条件，根据拉格朗日乘法，引入两个拉格朗日乘数因子λ1、λ2，构造拉格朗日函数对f求系数a0,a1,
…
,a6和拉个朗日乘数因子λ1、λ2的偏导，并令偏导为0得到九个方程，构建方程组如下：
[0096][0097]
求解上述方程组可得到拟合函数u(z)各系数a0、a1、
……
、a6的值将代入拟合函数u(z)得到代入拟合函数u(z)得到将拟合函数u(z)代入得到弯矩函数：
[0098][0099]
将围护结构的任意深度输入弯矩函数m(z)即可得到围护结构在该深度的弯矩估
算值。
[0100]
请结合参阅图3，图3为本发明围护结构弯矩估算系统的模块示意图。本发明还提供了一种围护结构弯矩估算系统，包括：
[0101]
建立模块1，用于以围护结构顶部截面形心为坐标原点o，建立坐标系yoz；
[0102]
确定模块2，用于在围护结构上确定多个不同深度的测点，并获取围护结构在各测点处的变形测值；
[0103]
假设模块3，用于假设围护结构的水平位移沿深度变化在坐标系yoz下的拟合函数为根据拟合函数计算得到各测点处的水平位移值，其中，z为测点与围护结构顶部截面之间距离，u(z)为在深度z处围护结构的水平位移值，ai为拟合函数的系数，i＝0、1、
……
、m；
[0104]
第一得到模块4，用于基于各测点处的变形测值和水平位移值，得到累计残差函数其中，n为测点的数量，u(zi)为第i个测点处的水平位移值，yi为第i个测点处的变形测值；
[0105]
获取模块5，用于根据约束规则，获取预设数量个约束函数；
[0106]
第二得到模块6，用于基于累计残差函数和预设数量个约束函数，根据拉格朗日乘法，引入预设数量个拉格朗日因子，构建拉格朗日优化函数其中，l为预设数量，λk为第k个拉格朗日乘数因子，为第k个约束函数，其中k＝1、2、
……
、l；
[0107]
计算模块7，用于对f求ai和λk的偏导，并令偏导为零，计算得到u(z)的每个系数的值；
[0108]
第三得到模块8，用于基于计算得到的u(z)的每个系数的值，得到围护结构的弯矩沿深度变化的函数其中，e为围护结构的弹性模量，i为围护结构的截面惯性矩，为u(z)中系数ai的值。
[0109]
建立模块1以围护结构顶部截面形心为坐标原点，以竖直向下的方向为z轴正方向，以指向围护结构所围成的基坑内部的方向为y轴正方向，建立平面直角坐标系yoz，如图2所示。
[0110]
确定模块2在围护结构上选取n个测点，测点沿围护结构的高度方向间隔设置，使得各个测点的深度不同，其中位于最上方的测点为围护结构的顶部，并由下到上按深度进行排序编号，然后通过测斜仪获取围护结构在各个测点处的变形测值，从而可以得到在平面直角坐标系yoz中的一组坐标(z1，y1)、(z2，y2)、(z3，y3)、
……
、(zn，yn)，z1、z2、z3、
……
、zn分别为第一个测点、第二个测点、第三个测点、
……
、第n个测点距离围护结构顶端的距离值，y1、y2、y3、
……
、yn分别为第一个测点、第二个测点、第三个测点、
……
、第n个测点处的变形测值。
[0111]
假设模块3根据力学理论，土压力是位移曲线的4阶倒数，根据太沙基对柏林地铁基坑的研究，以及《日本建筑结构基础设计规范》中土压力推荐的分布形式，认为土压力分布形态类似于抛物线，因此假设围护结构的水平位移沿深度变化在坐标系yoz中的拟合函数为m阶多项式：则拟合函数u(z)的系数为ai，i＝0、、1、
……
、m。例如将拟
合函数假设为6阶多项式：u(z)＝a0 a1z1 a2z2 a3z3 a4z4 a5z5 a6z6。
[0112]
第一得到模块4对于每个测点，计算该测点处变形测值和水平位移值之间的差值函数，得到n个差值函数l1＝u(z1)-y1、l2＝u(z2)-y2、
……
、ln＝u(zn)-yn；对获得的n个差值函数的平方值累加得到累计残差函数
[0113]
获取模块5基于围护结构变形实测数据、围护结构类型及工程实际情况，确定围护结构的约束条件，从而基于约束条件，根据约束规则获取预设数量个约束函数结构的约束条件，从而基于约束条件，根据约束规则获取预设数量个约束函数结构的约束条件，从而基于约束条件，根据约束规则获取预设数量个约束函数为约束位置距离围护结构顶部的距离。在计算过程中，考虑的约束条件越多，获取的约束函数越多，则估算越准确，因此要保证计算准确，至少要考虑2个约束条件，所以预设数量大于等于2。
[0114]
进一步地，获取模块5包括：
[0115]
第一判断单元，用于判断围护结构顶部是否有支撑结构；
[0116]
第一得到单元，用于若第一判断单元判断围护结构顶部没有支撑结构，则得到约束函数和
[0117]
确认单元，用于若第一判断单元判断围护结构顶部有支撑结构，确认支撑结构为铰接支撑还是固结支撑；
[0118]
第二得到单元，用于若确认单元判断支撑结构为铰接支撑，则得到约束函数
[0119]
第二判断单元，用于基于各测点处的变形测值，判断围护结构底端是否发生变形；
[0120]
第三得到单元，用于若第二判断单元判断围护结构底端未发生变形，则得到约束函数其中，h为围护结构的高度；
[0121]
第四得到单元，用于若第二判断单元判断围护结构底端发生变形，则得到约束函数
[0122]
在确认约束条件时，可以考虑围护结构的边界约束，利用测斜仪测量的围护结构的变形测值以及围护结构类型确定围护结构的约束条件。具体地，围护结构顶部的支撑结构形式直接决定了围护结构顶部内力边界体条件，当第一判断单元判断围护结构顶端没有支撑结构时，则说明围护结构顶部无约束，围护结构顶部剪力和弯矩均为0，而围护结构顶部的深度为0，则根据表1围护结构截面的变形与内力之间的关系，得到和因此，从而第一得到单元可以得到两个约束函数数和即得到两个约束函数和当第一判断单元判断围护结构顶部有支撑结构，且确认单元判断支撑结构为铰接支撑时，铰接的地方弯矩为0，因此围护结构顶部弯矩为0，剪力不为0，根据表1得到从而第二得到单元可以得到一个约束
函数函数即得到约束函数其中，铰接支撑为钢支撑、锚索等。当围护结构顶部有支撑结构，且支撑结构为固接支撑时，围护结构顶部的剪力和弯矩均不等于0，因此不能确定围护结构顶部的剪力和弯矩，不能作为约束条件，因此不能得到约束函数。
[0123]
围护结构底端是否变形决定了围护结构底端内力边界体条件，第二判断单元根据在步骤s2中利用测斜仪获取围护结构在各个测点处的变形测值，结合现有的有限元数值分析手段计算围护结构在不同深度的水平位移，根据围护结构不同深度的水平位移可判断围护结构底端是否发生变形。若围护结构底端没有发生水平位移，则围护结构底端未发生变形，说明围护结构底端约束较强，弯矩较大，则围护结构底端可以认为其位移和转角均为0，而围护结构底端到围护结构顶部的距离为围护结构的高度h，因此根据表1可得到从而第三得到单元可以得到一个约束函数即得到约束函数若围护结构底端发生水平位移，则围护结构底端发生变形，说明围护结构底端约束较弱，弯矩较小，同时由于围护结构的端部效应，可认为围护结构底端的弯矩为0，因此根据表1可得到从而第四得到单元可以得到一个约束函数即得约束函数
[0124]
进一步地，为便于获得预设数量个约束函数，获取模块5包括：
[0125]
埋设单元，用于在多个测点中选取预设数量个目标测点，在各目标测点上埋设弯矩监测器；
[0126]
第五得到单元，用于基于弯矩监测器测得的弯矩监测值，得到预设数量个约束函数其中，zk为第i个目标测点与维护结构顶端之间的距离，bk为第i个目标测点上的弯矩监测器测得的弯矩监测值。
[0127]
埋设单元在选取的各个目标测点上埋设弯矩监测器，以通过弯矩监测器获取围护结构在各个目标测点处的弯矩值，弯矩监测器测量的弯矩值为实际值，因此可作为约束条件，根据表1可得到从而第五得到单元可以得到从而第五得到单元可以得到进一步地，埋设单元和第五得到单元可单独执行，或者是在上述执行第一判断单元至第四得到单元后得到的约束函数的数量不够预设数量时，执行埋设单元和第五得到单元。
[0128]
拉格朗日乘法是一种寻找变量受一个或多个条件所限制的多远函数的极值的方法，在得到预设数量个约束函数后，第二得到模块6引入预设数量个拉格朗日因子λ1、λ2、
……
、λ
l
，再结合第一得到模块4得到的累计残差函数，构建拉格朗日优化函数
[0129]
计算模块7对f求ai和λk的偏导，并令偏导为零，得到n 1 l个方程：
[0130][0131][0132][0133][0134][0135]
联立n 1 l个方程求解得到u(z)的系数ai的值
[0136]
第三得到模块8将得到u(z)的系数ai的值代入u(z)中得到根据围护结构位移与弯矩的关系得到围护结构的弯矩沿深度变化的弯矩函数将代入即可得到其中，e为围护结构的弹性模量，可通过室内力学试验得到围护结构材料的弹性模量e，i为围护结构的截面惯性矩，与围护桩截面性质相关，围护结构取1延米计算截面惯性矩i，具体计算方法可参考理论力学及结构力学原理，此为现有技术，在此不再赘述。然后根据弹性模量和截面惯性矩计算得到围护结构的截面抗弯刚度ei。。此时将围护结构上的任意深度输入弯矩函数m(z)即可得到深度的弯矩估算值，从而实现实现围护结构弯矩自动化实时估算。
[0137]
请结合参阅图4，图4本发明电子设备一实施例的结构示意框图。本发明一实施例还提出一种电子设备1001，包括储存器1003和处理器1002，储存器1003储存有计算机程序1004，处理器1002执行计算机程序1004时实现上述任一项增强的终端标识的方法的步骤，包括：s1、以围护结构顶部截面形心为坐标原点o，建立坐标系yoz；s2、在围护结构上确定多个不同深度的测点，并获取围护结构在各测点处的变形测值；s3、在坐标系yoz中假设围护结构的水平位移沿深度变化的拟合函数为根据拟合函数计算得到各测点处的水平位移值，其中，z为测点与围护结构顶部截面之间距离，u(z)为在深度z处围护结构的水平位移值，ai为拟合函数的系数，i＝0、1、
……
、m；s4、基于各测点处的变形测值和水平位移值，得到累计残差函数其中，n为测点的数量，u(zi)为第i个测点处的水平位移值，yi为第i个测点处的变形测值；s5、根据约束规则，获取预设数量个约束函数；s6、基于累计残差函数和预设数量个约束函数，根据拉格朗日乘法，引入预设数量个拉格朗日因子，构建拉格朗日优化函数其中，l为预设数量，λk为第k个拉格朗日乘数因子，为第k个约束函数，其中k＝1、2、
……
、l；s7、对f求ai和λk的偏导，并令偏导为零，计算得到u(z)的每个系数的值；s8、基于计算得到的u(z)的每个系数的值，根据围护结构位移与弯矩的关系得到围护结构的弯矩沿深度变化的函数其中，e为围护结构的弹性模量，i为围护结构的截面惯性矩，为u(z)中系数ai的值。
[0138]
请结合参阅图5，图5为本发明计算机可读储存介质一实施例的结构示意框图。本
发明一实施例还提供一种计算机可读储存介质2001，其上储存有计算机程序1004，计算机程序1004被处理器1002执行时实现上述任一项增强的终端标识的方法的步骤，包括：s1、以围护结构顶部截面形心为坐标原点o，建立坐标系yoz；s2、在围护结构上确定多个不同深度的测点，并获取围护结构在各测点处的变形测值；s3、在坐标系yoz中假设围护结构的水平位移沿深度变化的拟合函数为根据拟合函数计算得到各测点处的水平位移值，其中，z为测点与围护结构顶部截面之间距离，u(z)为在深度z处围护结构的水平位移值，ai为拟合函数的系数，i＝0、1、
……
、m；s4、基于各测点处的变形测值和水平位移值，得到累计残差函数其中，n为测点的数量，u(zi)为第i个测点处的水平位移值，yi为第i个测点处的变形测值；s5、根据约束规则，获取预设数量个约束函数；s6、基于累计残差函数和预设数量个约束函数，根据拉格朗日乘法，引入预设数量个拉格朗日因子，构建拉格朗日优化函数其中，l为预设数量，λk为第k个拉格朗日乘数因子，为第k个约束函数，其中k＝1、2、
……
、l；s7、对f求ai和λk的偏导，并令偏导为零，计算得到u(z)的每个系数的值；s8、基于计算得到的u(z)的每个系数的值，根据围护结构位移与弯矩的关系得到围护结构的弯矩沿深度变化的函数其中，e为围护结构的弹性模量，i为围护结构的截面惯性矩，为u(z)中系数ai的值。
[0139]
相比于现有技术，本发明的有益效果为：简单易用且更合理准确，基于围护结构的实测变形数据与围护结构的水平位移拟合函数、约束函数有机结合，并引入拉格朗日乘数因子最终获得围护结构弯矩沿深度变化的函数，实现估算围护结构任意深度的弯矩，从而可实现围护结构弯矩自动化实时估算。
[0140]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。