[發明專利]一種隧道-滑坡體-抗滑樁體系穩定性耦合分析方法

在審

• 申請號: 202110060085.2
• 申請日: 2021-01-17
• 公開（公告）號: CN112883459A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 葉錦華;鄧洪亮;翟相飛;高政;王夢筱;賈惠文;張濤;楊志賢
• 申請（專利權）人: 北京市政路橋股份有限公司;北京工業大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F111/10;G06F119/02;G06F119/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

1.一種隧道-滑坡體-抗滑樁體系耦合分析方法，其特征在于，包括體系的物理模型(1)、力學模型(2)和評估方法(3)；具體包括以下步驟：

第一步：建立隧道-滑坡體-抗滑樁體系物理模型(1)，把隧道、滑坡體和抗滑樁作為一個結構的整體，既考慮他們結構本身的特點，又考慮相互之間的共同作用和相互影響；

第二步：根據力學模型(2)對單獨的隧道本構進行隧道結構力學分析和計算(2.1)，確定隧道結構的內力和變形；

第三步：根據力學模型(2)，對單獨的滑坡體本構進行滑坡體結構力學分析和計算(2.2)，確定滑坡體結構的滑坡推力；

第四步：根據力學模型(2)，對單獨的抗滑樁本構進行抗滑樁結構力學分析和計算(2.3)，確定抗滑樁結構的內力和變形；

第五步：根據力學模型(2)，對隧道-滑坡體組合體系進行隧道-滑坡體系有限元耦合分析(2.4)，得到隧道-滑坡體系模型體系的總應力云圖、總位移分析云圖、剪應力分析云圖和不同方向的位移與應力云圖等；

第六步：根據力學模型(2)，對隧道-抗滑樁系進行隧道-抗滑樁組合體系有限元耦合分析和計算(2.5)，得到隧道-抗滑樁系模型體系的總應力云圖、總位移分析云圖、剪應力分析云圖和不同方向的位移與應力云圖等；

第七步：根據力學模型(2)，對隧道-滑坡體-抗滑樁組合體系進行隧道-滑坡體-抗滑樁系有限元耦合分析和計算(2.6)，得到隧道-滑坡體-抗滑樁系模型體系的總應力云圖，總位移分析云圖、剪應力分析云圖和不同方向的位移與應力云圖；

第八步：對隧道-滑坡體-抗滑樁系穩定性評估方法(3)，是在隧道-滑坡體-抗滑樁體系物理模型中以變形控制為基準，按第二步至第七步不同的組合體系結構中最不利條件進行組合原則，在不同組合條件下，得到最不利的因素條件下的最大(最點背)的變形為安全風險控制標準，做到萬無一失。

2.按照權利要求1所述的一種隧道-滑坡體-抗滑樁體系耦合分析方法，其特征在于，所述隧道-滑坡體-抗滑樁體系物理模型(1)是把隧道、滑坡體和抗滑樁分別作為一個獨立的結構物，按幾何關系組合成一個整體的幾何模型。

3.按照權利要求1所述的一種隧道-滑坡體-抗滑樁體系耦合分析方法，其特征在于，所述力學模型(2)是指體系內結構和結構間相互作用的應力和應變關系；按照不同結構的本構關系及組合模型進行理論計算和分析，其中包括：隧道結構力學分析和計算(2.1)、滑坡體結構力學分析和計算(2.2)、抗滑樁結構力學分析和計算(2.3)、隧道-滑坡體系有限元耦合分析(2.4)、隧道-抗滑樁組合體系有限元耦合分析和計算(2.5)和隧道-滑坡體-抗滑樁系有限元耦合分析和計算(2.6)；

所述力學模型(2)(包括2.1-2.6)是假定以下的屈服準則和邊界條件：(A)巖土體(圍巖和滑坡體)受力和變形均為彈塑性的，即在荷載作用下材料的總應變ε^s分為能夠恢復的彈性應變ε^e和不能夠恢復的塑性應變ε^p這兩部分，即：ε^s＝ε^p+ε^e；(B)材料力學性質遵循Mohr-Coulomb屈服準則；(C)鋼筋和混凝土結構為彈性體，服從于虎克定律，即在應力低于比例極限的情況下，固體材料中的應力σ與應變ε成正比，即σ＝Εε，式中E為彈性模量；(D)隧道土體和圍巖為各向同性、連續、勻質；(E)襯砌材料均視為彈性體，初期噴射混凝土與二次襯砌按板單元考慮；(F)巖體的初始應力場不考慮構造應力，僅考慮其自重應力作用；(G)不考慮地下水與巖體的水理作用；(H)不考慮巖體隨著時間的變形。