[發明專利]一種隧道開挖過程沉降預測方法、裝置、設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202211323478.9
• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115906416A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 羅嘯宇;董重里;聶銘;梁永純;謝文平;黃正;劉小璐;呂旺燕
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/13;G06F17/16;G06F119/14;G06F111/10
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 江嘉玲

1.一種隧道開挖過程沉降預測方法，其特征在于，包括：

基于獲取得到的仿真參數對待測隧道區域建立電纜隧道開挖數值仿真模型；其中，所述電纜隧道開挖數值仿真模型包括二維橫截面平面對稱模型和固體力學物理場；

利用預設的求解模型對所述電纜隧道開挖數值仿真模型進行求解計算，并基于求解計算得到的仿真結果確定所述待測隧道區域的土壤沉降預測信息。

2.根據權利要求1所述的隧道開挖過程沉降預測方法，其特征在于，還包括：

根據所述待測隧道區域對應的當前隧道開挖距離確定數值修正位置；

獲取所述待測隧道區域中在所述數值修正位置處的實測應力數據；

基于所述實測應力數據對所述求解模型的應力仿真數據進行修正；

利用修正后的求解模型重新對所述電纜隧道開挖數值仿真模型進行求解計算，以重新確定所述待測隧道區域的土壤沉降預測信息。

3.根據權利要求1所述的隧道開挖過程沉降預測方法，其特征在于，所述基于獲取得到的仿真參數對待測隧道區域建立電纜隧道開挖數值仿真模型，具體包括：

基于所述仿真參數，在建立所述固體力學物理場時，將所述二維橫截面平面對稱模型的土壤區域的屬性配置為線彈性材料，并對所述土壤區域的楊氏模量、泊松比、土壤密度、粘結力、內摩擦角進行設置；

對所述二維橫截面平面對稱模型的土壤區域的變形條件配置為土壤塑性變形，并將所述變形條件的屈服準則配置為普魯克-普拉格屈服準則；

對所述二維橫截面平面對稱模型的開挖隧道區域的活化比例因子進行設置；

對所述二維橫截面平面對稱模型的土壤區域添加重力參數。

4.根據權利要求1所述的隧道開挖過程沉降預測方法，其特征在于，所述二維橫截面平面對稱模型的上邊線與所述待測隧道區域的地表相對應，所述二維橫截面平面對稱模型的下邊線與所述待測隧道區域的基巖層標準線相對應；所述二維橫截面平面對稱模型的第一側邊與待測隧道橫截面的垂直方向對稱軸重合，所述二維橫截面平面對稱模型的第二側邊與第一側邊之間的距離大于上邊線與下邊線之間的距離的兩倍。

5.根據權利要求4所述的隧道開挖過程沉降預測方法，其特征在于，所述基于獲取得到的仿真參數對待測隧道區域建立電纜隧道開挖數值仿真模型，具體包括：

將所述二維橫截面平面對稱模型的上邊線設置為自由邊界，將所述二維橫截面平面對稱模型的第一側邊設置為對稱邊界，將所述二維橫截面平面對稱模型的第二側邊設置為輥支撐邊界，將所述二維橫截面平面對稱模型的下邊線設置為固定約束邊界。

6.根據權利要求1所述的隧道開挖過程沉降預測方法，其特征在于，所述基于獲取得到的仿真參數對待測隧道區域建立電纜隧道開挖數值仿真模型，具體包括：

采用自由三角形網格對所述二維橫截面平面對稱模型進行網格劃分；其中，在所述二維橫截面平面對稱模型中，開挖隧道區域的網格單元尺寸小于土壤區域的網格單元尺寸的1/2，且開挖隧道區域的網格單元尺寸大于土壤區域的網格單元尺寸的1/4。

7.一種隧道開挖過程沉降預測裝置，其特征在于，包括：

模型構建模塊，用于基于獲取得到的仿真參數對待測隧道區域建立電纜隧道開挖數值仿真模型；其中，所述電纜隧道開挖數值仿真模型包括二維橫截面平面對稱模型和固體力學物理場；

沉降預測模塊，用于利用預設的求解模型對所述電纜隧道開挖數值仿真模型進行求解計算，并基于求解計算得到的仿真結果確定所述待測隧道區域的土壤沉降預測信息。

8.根據權利要求7所述的隧道開挖過程沉降預測裝置，其特征在于，所述隧道開挖過程沉降預測裝置還包括數據修正模塊，其用于：

根據所述待測隧道區域對應的當前隧道開挖距離確定數值修正位置；

獲取所述待測隧道區域中在所述數值修正位置處的實測應力數據；

基于所述實測應力數據對所述求解模型的應力仿真數據進行修正；

利用修正后的求解模型重新對所述電纜隧道開挖數值仿真模型進行求解計算，以重新確定所述待測隧道區域的土壤沉降預測信息。