[發(fā)明專利]應(yīng)用于地下工程圍巖注漿方案的確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510980861.5
• 申請日: 2015-12-23
• 公開（公告）號: CN105589999B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王琦;李術(shù)才;欒英成;潘銳;江貝;高紅科
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

1.應(yīng)用于地下工程圍巖注漿方案的確定方法，其特征在于，具體步驟如下：

1)通過室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試驗，得出相同圍巖初始條件下不同注漿方案對地下工程圍巖的物理力學(xué)參數(shù)和圍巖穩(wěn)定性的影響，將試驗數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中；

2)在分析軟件中模擬步驟1)中試驗條件，得出不同注漿方案得到的加固后圍巖參數(shù)對圍巖穩(wěn)定性的影響，并將其結(jié)果與步驟1)中的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比驗證，若數(shù)值模擬結(jié)果與試驗測試結(jié)果不相符，則對加固后圍巖的物理力學(xué)參數(shù)進(jìn)行修正后再輸入，直至兩者結(jié)果在不影響正常施工的允許誤差范圍之內(nèi)，將修正后的物理力學(xué)參數(shù)存入數(shù)據(jù)庫中；

3)通過建立在設(shè)定圍巖初始條件下，注漿方案與圍巖加固后物理力學(xué)參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系來開發(fā)接口軟件；

4)改變圍巖的初始條件，重復(fù)步驟1)-步驟3)，得到不同圍巖初始條件下注漿方案與圍巖性質(zhì)變化的數(shù)據(jù)庫；

5)將接口軟件與分析軟件連接，根據(jù)選擇的方案和得到的圍巖物理力學(xué)參數(shù)值在分析軟件中模擬所選注漿方案引起的圍巖穩(wěn)定性的變化，以對不同的注漿方案進(jìn)行評價和比選，最終確定注漿方案；

其中，每選擇一種注漿方案，接口軟件將根據(jù)修正后的注漿方案與圍巖性質(zhì)變化數(shù)據(jù)庫得到擬定注漿方案帶來的加固后圍巖物理力學(xué)參數(shù)值，并自動將參數(shù)值帶入到ABAQUS軟件，模擬該注漿方案引起的圍巖穩(wěn)定性的變化。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)的具體步驟如下：

1-1)對開挖后的圍巖試驗段進(jìn)行初期支護(hù)，測得試驗段的圍巖原始條件，根據(jù)所測得的原始圍巖的狀態(tài)，結(jié)合工程經(jīng)驗和專家數(shù)據(jù)庫確定注漿方案中各參數(shù)的范圍；

1-2)在原始圍巖條件相同的試驗段中，固定注漿方案中各參數(shù)中的其中兩個，來研究第三個參數(shù)的變化引起的地下工程圍巖的物理力學(xué)參數(shù)和圍巖穩(wěn)定及受力的變化，記錄所測得的圍巖注漿加固后物理力學(xué)參數(shù)和圍巖穩(wěn)定及受力數(shù)據(jù)；

1-3)分析不同的注漿方案及注漿后物理力學(xué)參數(shù)變化的關(guān)系，并得出耦合的回歸曲線關(guān)系；并利用數(shù)據(jù)和得到的耦合的回歸曲線關(guān)系建立注漿方案與圍巖性質(zhì)變化數(shù)據(jù)庫。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)的具體步驟如下：

2-1)將地下工程試驗段在軟件中建立合理的分析模型，得到未注漿加固時的圍巖和初期支護(hù)的豎向位移、塑性變化區(qū)、支護(hù)受力情況；其中合理的分析模型是根據(jù)試驗段的原型幾何特征和物理性質(zhì)，建立符合工程實際的幾何形狀、計算范圍、邊界條件、初始狀態(tài)、模型離散化、初期支護(hù)和巖體物理力學(xué)性質(zhì)的模型；

2-2)將加固后圍巖的物理力學(xué)參數(shù)輸入軟件中，得到加固后的圍巖和初期支護(hù)的豎向位移和支護(hù)受力情況；

2-3)將得到的數(shù)值模擬加固后的計算結(jié)果與步驟1)中的實際測試結(jié)果相對比。

4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述圍巖原始條件為圍巖分級的級別。

5.如權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述圍巖的物理力學(xué)參數(shù)為圍巖的強度、粘聚力、內(nèi)摩擦角、彈性模量、變形模量、泊松比和密度。

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述圍巖的物理力學(xué)參數(shù)由鉆取巖芯的試樣經(jīng)三軸壓縮實驗獲得。

7.如權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述分析軟件為ABAQUS軟件。

8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟5)的具體步驟如下：根據(jù)擬建工程的實際情況在ABAQUS中建立合理的計算分析模型，利用接口軟件，先匹配地下工程原始圍巖條件，每選擇一種注漿方案，接口軟件將根據(jù)修正后的注漿方案與圍巖性質(zhì)變化的數(shù)據(jù)庫得到擬定注漿方案，并由此得到加固后的圍巖物理力學(xué)參數(shù)值，并自動將參數(shù)值帶入到ABAQUS軟件，模擬該注漿方案引起的圍巖穩(wěn)定性的變化，以對不同的注漿方案進(jìn)行評價和比選。

9.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述注漿方案中各參數(shù)為注漿壓力、注漿加固圈的厚度和注漿材料的水灰比。