本发明涉及地基承载力评估，具体为基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法及系统。
背景技术：
1、地基承载力评估是土木工程和地质工程领域的重要研究方向之一，直接关系到建筑物和基础设施的安全性和稳定性，随着城市化进程的加快和工程建设规模的扩大，地基承载力的准确评估愈发重要，早期的地基承载力评估主要依赖于传统的工程地质勘察方法和经验公式，如terzaghi承载力公式，这些方法主要基于地基土的基本物理力学性质，如密度、含水量、孔隙比、抗剪强度等参数，这些方法在一定程度上能够反映地基的承载能力，但由于未能充分考虑环境因素的影响，常常导致评估结果的误差较大。
2、尽管现有的地基承载力评估方法在精度和应用范围上有了提升，但在实际应用中仍存在一些不足之处，传统的经验公式和工程地质勘察方法在处理复杂地基条件和环境因素时表现出明显的局限性，由于这些方法未能充分考虑环境因素(如降雨、温度变化等)对地基承载力的影响，评估结果往往存在较大的不确定性，其次，基于有限元分析和数值模拟的评估方法尽管能够提高评估精度，但其应用成本高昂，计算过程复杂，且对数据的要求较高，这在一定程度上限制了其在工程实践中的推广应用，此外，基于机器学习和大数据分析的评估方法虽然在模型精度上有一定优势，但其依赖于大量的历史数据和高质量的训练数据，对于一些缺乏足够数据积累的新建项目或特殊地质条件下的工程，机器学习模型的应用效果可能受到限制，同时，机器学习模型的“黑箱”特性使得评估结果的解释性较差，工程师在实际应用中难以直观理解模型的预测机制，从而影响决策的可靠性。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。
2、因此，本发明解决的技术问题是：现有的地基承载力评估方法存在精准度低，复杂度高，可靠性低，以及如何通过对粉质黏土样本的物理性质和力学性质进行系统分析然后进行地基承载力评估的问题。
3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法，包括对粉质黏土进行样本采集并记录样本信息，分析粉质黏土的物理性质和力学性质；基于分析内容加入环境因素，构建地基承载力综合评估模型，评估粉质黏土地基的承载能力；基于模型输出结果，制定粉质黏土地基的稳定性调整策略。
4、作为本发明所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法的一种优选方案，其中：所述进行样本采集包括在地基施工区域内进行土样采集，每个样本进行编号，记录采集位置、深度、日期信息，样本采集后进行封装，防止水分蒸发或污染，送至实验室保存。
5、作为本发明所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法的一种优选方案，其中：所述分析粉质黏土的物理性质和力学性质包括基于粉质粘土样本，对粉质粘土物理性质中的含水量、密度、孔隙比、渗透性进行分析；计算粉质粘土的含水量w表示为：
6、
7、其中，w1表示粉质黏土样本中水的重量，w2表示粉质黏土样本中干土的重量；计算粉质粘土的密度ρ表示为：
8、
9、其中，m为粉质黏土样本的质量，v为粉质黏土样本的体积；计算粉质粘土的孔隙比e表示为：
10、
11、其中，v1表示粉质黏土样本的孔隙体积，v2为粉质黏土样本的固体颗粒体积；计算粉质粘土的渗透性k表示为：
12、
13、其中，q为通过粉质黏土样本的水量，l为粉质黏土样本长度，a为粉质黏土样本的横截面积，t'为水流通过粉质黏土样本所用的时间，h为水流通过粉质黏土样本的水头差。
14、作为本发明所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法的一种优选方案，其中：所述分析粉质黏土的物理性质和力学性质还包括基于粉质粘土样本，对粉质粘土力学性质中的抗剪强度、抗压强度、弹性模量、泊松比进行分析；计算粉质粘土的抗剪强度τ表示为：
15、
16、其中，c为粉质黏土的黏聚力，σ为粉质黏土的正应力，为粉质黏土的内摩擦角；计算粉质粘土的抗压强度σc表示为：
17、
18、其中，p为粉质黏土破坏荷载，a为粉质黏土样本的横截面积；计算粉质粘土的弹性模量e表示为：
19、
20、其中，σ为粉质黏土的正应力，为粉质黏土样本的应变量；计算粉质粘土的泊松比ν表示为：
21、
22、其中，t为粉质黏土样本的横向应变，l为粉质黏土样本的纵向应变。
23、作为本发明所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法的一种优选方案，其中：所述构建地基承载力综合评估模型包括将物理和力学性质分析数据进行整理，采集环境因素数据，包括温度、湿度、降雨量，构建地基承载力综合评估模型，表示为：
24、
25、其中，c为地基承载力值，h为评估范围的深度，t为评估时间范围，k为渗透性，τ为抗剪强度，η为降雨量，λ为温度系数，θ为当前温度，μ为温度均值，为温度标准差，z为深度积分变量，e为弹性模量，σc为抗压强度，ν为泊松比，f(t)为累积效应函数，g(k,τ,η)为湿度和降雨量修正指数函数，为温度修正函数，k(e,σc,ν)为地基类型修正函数；通过将含水量、密度和孔隙比在时间上的累积效应进行求和，构建累积效应函数f(t)，表示为：
26、
27、其中，α1为含水量的权重系数，w为含水量，α2为密度的权重系数，ρ为密度，α3为孔隙比的权重系数，e为孔隙比，t为时间积分变量，基于环境因素对地基物理力学性质影响的修正，针对湿度和降雨量对渗透性和抗剪强度的综合影响，构建湿度和降雨量修正指数函数g(k,τ,η)，表示为：
28、
29、其中，β1为渗透性的修正系数，β2为抗剪强度的修正系数，γ为湿度修正因子，基于温度对地基承载力的影响的修正，针对当前温度及温度的历史均值和波动范围，构建温度修正函数表示为：
30、
31、其中，δ为环境修正因子，基于不同地基类型及其物理性质对承载力的影响，构建地基类型修正函数k(e,σc,ν)，表示为：
32、k(e,σc,ν)＝ω·e·σc+ν·ξ
33、其中，ω为地基类型修正因子。
34、作为本发明所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法的一种优选方案，其中：所述评估粉质黏土地基的承载能力包括基于地基承载力综合评估模型的地基承载力值，对粉质黏土地基的承载能力进行评估；当地基承载力值c大于300时，粉质黏土地基的承载能力高，具有较高的稳定性，承受较大的荷载；当地基承载力值c大于100且小于等于300时，粉质黏土地基的承载能力中等，地基施工区域需要注意防止超载；当地基承载力值c小于等于100时，粉质黏土地基的承载能力差，容易发生沉降和变形。
35、作为本发明所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法的一种优选方案，其中：所述制定粉质黏土地基的稳定性调整策略包括对应不同情况的粉质黏土地基的承载能力，制定不同的粉质黏土地基的稳定性调整策略，包括不同的粉质黏土地基的加固处理方法和粉质黏土地基的排水处理方法；当粉质黏土地基的承载能力高时，不需要额外的加固处理，通过控制施工过程中的荷载和使用高质量的建筑材料保证地基稳定性，通过使用排水沟、渗水井进行排水处理；当粉质黏土地基的承载能力中等时，通过在地基上施加超载荷，使地基土压密，设置排水垫层进行排水处理；当粉质黏土地基的承载能力差时，通过在地基中打入混凝土复合桩，增强地基的承载力，设置排水板、排水管进行排水处理。
36、本发明的另外一个目的是提供基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估系统，其能通过基于分析内容加入环境因素，构建地基承载力综合评估模型，评估粉质黏土地基的承载能力，解决了目前的地基承载力评估含有可靠性低的问题。
37、作为本发明所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估系统的一种优选方案，其中：包括样本采集模块，能力评估模块，策略调整模块；所述样本采集模块用于对粉质粘土进行样本采集并记录样本信息，分析粉质黏土的物理性质和力学性质；所述能力评估模块用于基于分析内容加入环境因素，构建地基承载力综合评估模型，评估粉质黏土地基的承载能力；所述策略调整模块用于基于模型输出结果，制定粉质黏土地基的稳定性调整策略。
38、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序是实现基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法的步骤。
39、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法的步骤。
40、本发明的有益效果：本发明提供的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法通过分析粉质黏土的物理性质和力学性质，包括含水量、密度、孔隙比、渗透性、抗剪强度、抗压强度、弹性模量和泊松比等参数，全面了解粉质黏土的基本特性；确保了对粉质黏土的深入了解，为构建地基承载力评估模型奠定了基础，有助于提高评估结果的可信度和工程应用的安全性；通过基于分析内容加入环境因素，构建地基承载力综合评估模型，评估粉质黏土地基的承载能力，实现了对粉质黏土地基承载能力的全面评估，能够更准确地反映实际地基条件，提高了评估结果的精度和可靠性，能够有效预判地基的稳定性和承载能力；通过制定粉质黏土地基的稳定性调整策略，不仅提高了地基的整体稳定性，也为不同条件下的地基处理提供了可行的技术方案，本发明在精准度、可靠性以及效率方面都取得更加良好的效果。
1.基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法，其特征在于：所述进行样本采集包括在地基施工区域内进行土样采集，每个样本进行编号，记录采集位置、深度、日期信息，样本采集后进行封装，防止水分蒸发或污染，送至实验室保存。
3.如权利要求2所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法，其特征在于：所述分析粉质黏土的物理性质和力学性质包括基于粉质粘土样本，对粉质粘土物理性质中的含水量、密度、孔隙比、渗透性进行分析；
4.如权利要求3所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法，其特征在于：所述分析粉质黏土的物理性质和力学性质还包括基于粉质粘土样本，对粉质粘土力学性质中的抗剪强度、抗压强度、弹性模量、泊松比进行分析；
5.如权利要求4所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法，其特征在于：所述构建地基承载力综合评估模型包括将物理和力学性质分析数据进行整理，采集环境因素数据，包括温度、湿度、降雨量，构建地基承载力综合评估模型，表示为：
6.如权利要求5所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法，其特征在于：所述评估粉质黏土地基的承载能力包括基于地基承载力综合评估模型的地基承载力值，对粉质黏土地基的承载能力进行评估；
7.如权利要求6所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法，其特征在于：所述制定粉质黏土地基的稳定性调整策略包括对应不同情况的粉质黏土地基的承载能力，制定不同的粉质黏土地基的稳定性调整策略，包括不同的粉质黏土地基的加固处理方法和粉质黏土地基的排水处理方法；
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法的系统，其特征在于：包括样本采集模块，能力评估模块，策略调整模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的基于粉质黏土物理力学性质的地基承载力评估方法的步骤。
