【技术实现步骤摘要】
破碎软弱围岩掌子面加固应力应变数字化数据处理方法
[0001]本专利技术涉及围岩加固应力数据处理
，特别涉及一种破碎软弱围岩掌子面加固应力应变数字化数据处理方法。
技术介绍
[0002]在破碎软弱围岩地质状况下的隧道施工中，在软弱围岩隧道施工过程中最突出的问题之一便是掌子面稳定性问题，为了维护掌子面稳定往往需要进行掌子面加固，可是若加固措施不到位，不但危及施工安全，甚至会影响到运营安全。加固方式可采用超前预加固技术，利用管棚和/或锚杆，提高破碎软弱地层的强度和围岩稳定性，保证安全。
[0003]但是，围岩掌子面加固效果需要有数据支持，而目前对于围岩掌子面加固应力应变数据分析，往往靠人为进行并做出判断，费时费力，且很难保证计算结果的正确性，对围岩加固的应力应变分析的精度问题，会造成降低加固效果，影响掌子面稳定性的不良后果。
技术实现思路
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种破碎软弱围岩掌子面加固应力应变数字化数据处理方法，包括以下步骤：S100根据项目设计建立破碎软弱围岩掌子面的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种破碎软弱围岩掌子面加固应力应变数字化数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S100根据项目设计建立破碎软弱围岩掌子面的三维模型，进行虚拟的有限元分割，形成掌子面的三维有限元模型；S200在断面开挖过程中，检测围岩掌子面的基础数据并保存；S300结合基础数据和三维有限元模型对掌子面进行应力应变分析，采用预设算法预测围岩掌子面的粘补需求强度；S400根据粘补需求强度选取围岩掌子面加固措施，将加固措施引入三维有限元模型进行有效性分析。2.根据权利要求1所述的破碎软弱围岩掌子面加固应力应变数字化数据处理方法，其特征在于，在S100步骤中，所述三维有限元模型中采用以下物元描述：上式中，表示物元；表示评价单元；表示评价单元的第项影响因素；表示第项影响因素数量化的量值域；表示影响因素的个数；确定围岩稳定性的等级划分，根据以下公式计算物元与围岩稳定性等级H的关联度：上式中，表示物元与围岩稳定性等级H的关联度；表示第项影响因素的第项指标权系数；表示各单项评价指标关于围岩稳定性各等级的关联度；表示每个影响因素的指标数量；然后根据物元与围岩稳定性等级H的关联度计算结果来对围岩稳定性进行评价。3.根据权利要求1所述的破碎软弱围岩掌子面加固应力应变数字化数据处理方法，其特征在于，在S300步骤中，所述粘补需求强度预测的预设算法如下：上式中，表示第个有限元单元的围岩粘补需求强度；表示第个有限元单元的围岩内聚力；表示第个有限元单元的围岩正应力；表示正切函数；表示第个有限元单元的围岩正应力的内摩擦角度。
4.根据权利要求1所述的破碎软弱围岩掌子面加固应力应变数字化数据处理方法，其特征在于，若选取的围岩掌子面加固措施采用锚杆与注浆配合方式，则采用以下公式计算注浆的浆体粘度：上式中，表示浆体发生时变性的粘度值；表示浆体本身的初始粘度值；表示浆体本身的粘性时变系数，对于不同水灰比的浆体取值不同，通过粘塑性试验测得；表示实际注浆过程当中所用的时间，属于预设值；将计算得到的浆体粘度作为进行加固措施有效性分析的数据。5.根据权利要求4所述的破碎软弱围岩掌子面加固应力应变数字化数据处理方法，其特征在于，采用以下公式计算评估注浆的浆体扩散最大距离：上式中，表示浆体扩散最大距离；表示注浆压力；为围岩裂隙高度；表示浆体的流量；表示围岩裂隙宽度；表示浆体的稠度系数；为浆体的水灰比。6.根据权利要求1所述的破碎软弱围岩掌子面加固应力应变数字化数据处理方法，其特征在于，所述三维有限元模型中设置BP神经网络模型，所述BP神经网络模型用于对围岩掌子面稳定性进行评价；所述BP神经网络模型通过以下方式得到：构建BP神经网络，确定围岩掌子面稳定性的多个影响因素及其对应的评价指标，并给...
【专利技术属性】
技术研发人员：高军，汤宇，刘德安，林晓，孟国基，王圣，罗红明，王峰，彭学军，杨文国，翁小川，谢晓波，李一萍，杨立云，贾超，高宇馨，王伟，杨文龙，游国平，张晓晓，李行利，黄正凯，张旭东，
申请(专利权)人：中铁五局集团第一工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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