[發明專利]一種盾構隧道服役性能健康評價方法有效
| 申請號： | 202010172581.2 | 申請日： | 2020-03-12 |
| 公開（公告）號： | CN111428293B | 公開（公告）日： | 2022-06-07 |
| 發明（設計）人： | 劉學增;賴浩然;桑運龍;段俊銘 | 申請（專利權）人： | 同濟大學;上海同巖土木工程科技股份有限公司 |
| 主分類號： | G06F30/13 | 分類號： | G06F30/13;G06F30/20;G06F119/04;G06F119/14 |
| 代理公司： | 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290 | 代理人： | 葉鳳 |
| 地址： | 200092 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 盾構 隧道 服役 性能 健康 評價 方法 | ||
1.一種盾構隧道服役性能健康評價方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)基于荷載結構法，采用相似模型試驗的手段，開展盾構隧道結構受力變形破壞試驗，獲得隧道橢圓度比值X、螺栓軸力比值Y與荷載比值Pr；建立隧道橢圓度比值X與荷載比值Pr的函數關系，記為第一關系曲線；建立螺栓軸力比值Y與荷載比值Pr的函數關系，記為第二關系曲線；
隧道橢圓度比值X：
式中，C為實測的隧道橢圓度，Cmax為根據試驗還至原型確定的隧道極限橢圓度；
螺栓軸力比值Y：
式中，Ni為實測的環向螺栓軸力，Nimax為根據試驗還至原型確定的環向螺栓極限軸力，m為單環管片結構環向螺栓個數；
荷載比值Pr：
式中，P為實測荷載，Pmax為根據試驗返還至原型確定的荷載極限值；
2)定義隧道服役性能健康度H的計算公式，建立橢圓度比值X、螺栓軸力比值Y及荷載比值Pr三者之間的函數關系，并基于試驗數據求解出隧道服役性能健康度表達式中的未知量，進而繪制出隧道服役性能健康度H與橢圓度比值X及螺栓軸力比值Y關系函數的等值線熱量圖，記為第三關系曲線；
所述隧道服役性能健康度H的計算公式為：
式中，α為隧道橢圓度比值X的修正系數，β為螺栓軸力比值Y的修正系數；
3)基于所述的第一、第二和第三關系曲線，建立隧道服役性能健康度H與荷載比值Pr函數關系，記為第四關系曲線，分析得到不同階段關鍵點對應的隧道服役性能健康度的取值范圍，并劃分隧道服役性能等級。
2.如權利要求1所述的盾構隧道服役性能健康評價方法，其特征在于，所述的隧道服役性能健康度表達式的未知量包含隧道橢圓度比值修正系數和螺栓軸力比值修正系數，具體求解方法為：
基于試驗數據繪制隧道橢圓度比值、螺栓軸力比值和荷載比值的三維散點圖形，借助最小二乘法進行非線性擬合，從而得到隧道橢圓度比值修正系數和螺栓軸力比值修正系數；
所述的三維散點圖形的擬合函數公式為：
式中，α為隧道橢圓度比值X的修正系數，β為螺栓軸力比值Y的修正系數，Pr為荷載比值。
3.如權利要求2所述的盾構隧道服役性能健康評價方法，其特征在于，所述的隧道服役性能健康度取值范圍的確定方法具體為：
將關鍵點所確定的隧道橢圓度比值及螺栓軸力比值代入所述的第三關系曲線獲得不同階段下隧道服役性能健康度的取值范圍。
4.如權利要求3所述的盾構隧道服役性能健康評價方法，其特征在于，所述關鍵點包括管片首次開裂點、拱頂內側裂縫密集點、螺栓或鋼筋屈服點、承載極限點和隧道結構坍塌點。
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