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专利号: 2021105090894
申请人: 青岛理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种管棚支护最优加固粘聚力计算方法,其特征为:包括如下步骤:步骤1、由注浆钢管面积比和注浆量系数确定管棚支护加固粘聚力增强系数;步骤2、在有限元软件中建立有限元计算模型,输入相应粘聚力增强系数所对应的土体参数进行有限元计算;步骤3、以有限元计算模型拱顶最大变形量作为评判标准,与设计允许的最大变形量进行对比,求出对应的安全系数;步骤4、根据安全性、经济性原则得到最优粘聚力增强系数,进而得到最优加固粘聚力;

所述的步骤1中,设计N组管棚支护方案,每组支护方案包括两个参数,即注浆钢管面积比rp和注浆量系数δq,注浆钢管面积比rp表示单位面积土体中所使用的钢管面积与单位面积的比值,注浆量系数δq表示单位体积土体所注入浆液量与单位体积的比值,根据rp和δq确定管棚支护加固粘聚力增强系数kc=1.0+rp×δq,N组管棚支护方案参数记为(rp1、δq1)、(rp2、δq2)、……、(rpN、δqN),相应的粘聚力增强系数记为kc1,kc2,……,kcN;

所述的步骤2中,在有限元软件Midas GTS NX中建立管棚注浆加固有限元计算模型,根据粘聚力增强系数和初始粘聚力c0计算加固粘聚力c=kc×c0;kc1,kc2,……,kcN所对应的加固粘聚力记为c1,c2,……,cN;分别将c1,c2,……,cN输入有限元计算模型进行有限元计算,得到所对应的拱顶最大变形量s1,s2,……,sN。

2.如权利要求1所述的一种管棚支护最优加固粘聚力计算方法,其特征为:所述的步骤

3中,根据《铁路隧道设计规范 TB 10003‑2016》确定设计允许变形量s0,若si

2,…,N)则称第i组管棚支护方案为符合设计要求的管棚支护方案,如此反复判断共筛选出m组符合设计要求的管棚支护方案,筛选出的管棚支护方案对应的粘聚力增强系数记为gc1、gc2、……、gcm,对应的拱顶最大变形量记为d1、d2、d3、……、dm,计算对应的安全系数fsi=s0/di,(i=1,2,…,m)。

3.如权利要求2所述的一种管棚支护最优加固粘聚力计算方法,其特征为:所述的步骤

4中,利用gci, fsi,i=1,2,……,m绘制安全系数随粘聚力增强系数变化曲线,根据期望最优安全系数Fs查询曲线确定最优粘聚力增强系数ka,根据公式 ca=ka×c0计算最优加固粘聚力。