[發明專利]一種黏質黃土隧道開挖模擬參數賦值方法

有效

• 申請號: 201910587958.8
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110348098B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 張俊儒;馮冀蒙;姚大闖;隗志遠;張樹發;邵正輝;茍新茗
• 申請（專利權）人: 中鐵四局集團有限公司;西南交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 劉凱

1.一種黏質黃土隧道開挖模擬參數賦值方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：基于室內固結試驗，計算不同垂直壓力P下垂直壓應變ε值，利用對數函數擬合ε_i-P_i試驗數據，擬合曲線斜率的倒數即壓縮模量E_s；利用經驗公式計算彈性模量E，構建E與壓力P的函數表達式；

步驟2：對比分析隧道開挖現場監測數據和數值模擬結果，對上步得到的E-P函數表達式系數項進行試算，確定較為準確的系數值；

步驟21：收集隧道不同埋深段開挖后洞內實際監測數據，分析不同埋深壓力下的各變形量值，繪制現場變形曲線

步驟22：建立不同埋深隧道的數值計算模型，由下式計算隧道頂部豎向應力：

σ_hi＝γH_i

式中，σ_hi為隧道頂部豎向應力；γ為圍巖重度；H_i為隧道埋深；

輸入不同的比例系數k分別對模型賦材料參數，提取各埋深下隧道開挖后的洞內變形數據，繪制數值模擬變形曲線

步驟23：將現場變形曲線和數值模擬變形曲線進行比較分析，確定合適的比例參數k；

步驟3：進行材料參數賦值；

采用校核后的比例系數k，根據下式計算出新的彈性模量：

壓力范圍內為0～400kPa的線性擬合段：

壓力范圍內為大于400kPa的非線性擬合段：

然后使用FLAC數值軟件中FISH語言的z_prop函數對所有單元進行參數賦值。

2.根據權利要求1所述的黏質黃土隧道開挖模擬參數賦值方法，其特征在于，所述步驟1具體包括：

步驟11：對固結試驗得到的ε_i-P_i數據點進行擬合，下標i表示第i個數據點；擬合曲線包括線性擬合段和非線性擬合段，擬合公式為：

壓力范圍內為0～400kPa的線性擬合段：ε＝a₁+b₁P

壓力范圍內為大于400kPa的非線性擬合段：ε＝a₂+b₂lnP

式中，P為垂直壓力，ε為垂直應變值，a₁、a₂、b₁和b₂為擬合系數；

步驟12：定義壓縮模量E_s＝P_i/ε_i，即上述擬合曲線斜率的倒數：

壓力范圍內為0～400kPa的線性擬合段：

壓力范圍內為大于400kPa的非線性擬合段：

步驟13：采用經驗公式計算彈性模量E：

E＝kE_s

式中，k為比例系數，k＝2.0～5.0，通過多次試算確定；

步驟14：得到彈性模量與壓力的函數表達式：

壓力范圍內為0～400kPa的線性擬合段：

壓力范圍內為大于400kPa的非線性擬合段：