本发明涉及地层韧性评估，尤其涉及的是一种基于土拱效应的地层韧性评估方法。
背景技术：
1、随着经济持续高速发展，对基础设施建设需求量越来越大，例如对城市地下空间的开发。地层是支撑和保障各类基础设施安全运行的基石，在基础设施的稳定性、安全性和经济性方面扮演着至关重要的角色，因此，合理地评估地层性状对于城市基础设施建设，特别是地下空间开发至关重要。
2、地层是由地球表层中的岩石、矿物或其他物质组成，其包括岩石和土层。土层是经岩石物理或化学风化作用形成，而岩石是由土层经过沉积、变质或火成过程而形成。地层是自然界的产物，其性质最为复杂。作为承载人类文明的重要载体，在外界环境扰动下，地层的韧性尤为重要。
3、目前韧性相关理论在生态学、经济学、心理学、工程学等领域均开展了大量而丰富的研究。其中在工程学领域中更多的关注结构和工程系统的韧性，例如针对盾构隧道结构韧性评估以及地铁网络系统韧性评估等方面的应用。
4、但现有技术中，对于地层韧性的评估方向存在空白，对于地层韧性的评估，缺乏参考和依据，导致对地层韧性的评估，不够准确。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种基于土拱效应的地层韧性评估方法，旨在解决现有技术对地层韧性评估时，缺乏参考和依据，导致地层韧性的评估不够准确的问题。
2、本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
3、本发明提供一种基于土拱效应的地层韧性评估方法，所述基于土拱效应的地层韧性评估方法包括：
4、获取目标地层的地面反应曲线和地下结构顶部的标准化位移，根据所述地面反应曲线和所述标准化位移计算所述目标地层的土拱率；
5、建立地层韧性评估模型，通过所述地层韧性评估模型根据所述土拱率和所述标准化位移计算地层韧性指标；
6、根据所述地层韧性指标所在的地层韧性等级判断所述目标地层是否满足安全条件，若所述目标地层不满足所述安全条件，则发出需要采取措施的提示。
7、进一步地，所述获取目标地层的地面反应曲线和地下结构顶部的标准化位移，根据所述地面反应曲线和所述标准化位移计算所述目标地层的土拱率，具体包括：
8、获取地面反应曲线的参数以确定地面反应曲线；
9、获取地下结构顶部的标准化位移，根据所述地面反应曲线和所述地下结构顶部的标准化位移计算所述目标地层的土拱率：
10、；
11、其中，表示所述目标地层的土拱率，表示所述地下结构顶部的标准化位移，、、和是获取的地面反应曲线的参数，代表了土拱率的初始模量，用于反映地面反应曲线残余阶段的土拱率，用于反映地下结构上方土体形成最大土拱时的承载能力，值用于反映最大土拱的脆性和延性。
12、进一步地，所述建立地层韧性评估模型，通过所述地层韧性评估模型根据所述土拱率和所述标准化位移计算地层韧性指标，具体包括：
13、根据所述土拱率和所述地下结构顶部的标准化位移计算地层性能指标：
14、；
15、式中，表示地层性能指标，表示所述目标地层的土拱率，表示所述地下结构顶部的标准化位移，表示达到最大土拱效应时的地下结构顶部的标准化位移，表示达到残余土拱效应时的地下结构顶部的标准化位移；
16、根据所述地层性能指标计算所述地层韧性指标。
17、进一步地，所述根据所述地层性能指标计算所述地层韧性指标，具体包括：
18、根据所述地层性能指标分别计算扰动阶段的地层性能指标的第一积分、演化阶段的地层性能指标的第二积分和恢复阶段的地层性能指标的第三积分；
19、根据所述地层性能指标、所述第一积分、所述第二积分和所述第三积分计算地层韧性指标：
20、；
21、其中，是地层韧性指标，为初始状态下的地层性能指标，是影响阶段的持续时间，是所述第一积分，是所述第二积分，是所述第三积分。
22、进一步地，根据所述地层韧性指标所在的地层韧性等级判断所述目标地层是否满足安全条件，具体包括：
23、根据所述地层韧性指标将地层韧性等级分类为高韧性、中韧性和低韧性中的一种；
24、若地层韧性等级为高韧性，则判断所述目标地层满足所述安全条件；
25、若地层韧性等级为中韧性或低韧性，则判断所述目标地层不满足所述安全条件。
26、进一步地，所述根据所述地层韧性指标将地层韧性等级分类为高韧性、中韧性和低韧性中的一种，具体包括：
27、获取高韧性和中韧性之间的第一分界点，获取中韧性和低韧性之间的第二分界点；
28、若地层韧性指标大于第一分界点，则将地层韧性等级分类进高韧性；
29、若地层韧性指标不大于第一分界点且大于第二分界点，则将地层韧性等级分类进中韧性；
30、若地层韧性指标不大于第二分界点，则将地层韧性等级分类进低韧性。
31、进一步地，所述获取高韧性和中韧性之间的第一分界点，具体包括：
32、获取所述目标地层达到最大土拱效应时的土拱率；
33、根据所述目标地层达到最大土拱效应时的土拱率计算所述第一分界点：
34、；
35、其中，是所述目标地层达到最大土拱效应时的土拱率，是所述第一分界点。
36、进一步地，所述获取中韧性和低韧性之间的第二分界点，具体包括：
37、获取所述目标地层达到残余阶段时的土拱率；
38、根据所述目标地层达到残余阶段时的土拱率计算所述第二分界点：
39、；
40、其中，是所述目标地层达到残余阶段时的土拱率，是所述第二分界点。
41、本发明采用上述技术方案具有以下效果：
42、本发明通过构建了基于土拱率的地层韧性评估模型，从而计算地层的地层韧性指标，为地层的韧性评估提供了参考和依据，从而提高了地层韧性评估的准确性，在此基础上，本发明根据地层韧性指标判断当前的地层情况是否安全，是否需要发出采取措施的提示，以提示相关人员及时对地层进行加固处理。
1.一种基于土拱效应的地层韧性评估方法，其特征在于，所述基于土拱效应的地层韧性评估方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于土拱效应的地层韧性评估方法，其特征在于，所述获取目标地层的地面反应曲线和地下结构顶部的标准化位移，根据所述地面反应曲线和所述标准化位移计算所述目标地层的土拱率，具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于土拱效应的地层韧性评估方法，其特征在于，所述建立地层韧性评估模型，通过所述地层韧性评估模型根据所述土拱率和所述标准化位移计算地层韧性指标，具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于土拱效应的地层韧性评估方法，其特征在于，所述根据所述地层性能指标计算所述地层韧性指标，具体包括：
5.根据权利要求1所述的基于土拱效应的地层韧性评估方法，其特征在于，根据所述地层韧性指标所在的地层韧性等级判断所述目标地层是否满足安全条件，具体包括：
6.根据权利要求5所述的基于土拱效应的地层韧性评估方法，其特征在于，所述根据所述地层韧性指标将地层韧性等级分类为高韧性、中韧性和低韧性中的一种，具体包括：
7.根据权利要求6所述的基于土拱效应的地层韧性评估方法，其特征在于，所述获取高韧性和中韧性之间的第一分界点，具体包括：
8.根据权利要求6所述的基于土拱效应的地层韧性评估方法，其特征在于，所述获取中韧性和低韧性之间的第二分界点，具体包括：
