深埋等压圆形复合式衬砌隧道力学响应的测试方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术适用于隧道构建技术领域，提供了一种深埋等压圆形复合式衬砌隧道力学响应的测试方法、装置、终端及计算机可读存储介质。其中，所述方法包括：获取复合式衬砌隧道的围岩的第一参数，第一参数包括围岩重度、围岩级别、隧道宽度；根据第一参数确定复合式衬砌的等压荷载；获取复合式衬砌隧道的第二参数，第二参数包括初期支护和二次衬砌的弹性模和泊松比；基于等压荷载与第二参数计算初期支护和二次衬砌之间的相互作用力；获取复合式衬砌隧道的第三参数，第三参数包括初期支护和二次衬砌的内外半径；基于等压荷载、相互作用力和第三参数获得复合式衬砌隧道的力学响应结果。本发明专利技术通过获得的力学响应结果实现了对复合式衬砌隧道的力学综合分析。隧道的力学综合分析。隧道的力学综合分析。

【技术实现步骤摘要】
深埋等压圆形复合式衬砌隧道力学响应的测试方法及装置


[0001]本专利技术属于隧道构建
，尤其涉及一种深埋等压圆形复合式衬砌隧道力学响应的测试方法、装置、终端及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]在围岩压力作用下，复合式衬砌隧道初期支护和二次衬砌各自所承担的荷载及产生的应力和变形，对安全经济的隧道设计具有重要的指导作用。目前，在对复合式衬砌荷载分担比例的研究中，往往采用理论的方法，只研究了等压荷载作用下，深埋圆形复合式衬砌隧道初期支护和二次衬砌之间的接触应力，或采用数值方法给出了初期支护和二次衬砌的轴力和弯矩。
[0003]然而，由于数学和物理力学上存在的困难，对隧道安全起控制作用的初期支护和二次衬砌综合的物理力学响应并未有深入研究。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种深埋等压圆形复合式衬砌隧道力学响应的测试方法、装置、终端及计算机可读存储介质，以解决现有技术中对等压荷载作用下深埋圆形复合式衬砌隧道的初期支护和二次衬砌综合的物理力学响应研究不足的问题。
[0005]本专利技术实施例的第一方面提供了一种深埋等压圆形复合式衬砌隧道力学响应的测试方法，包括：
[0006]获取所述复合式衬砌隧道的围岩的第一参数，其中，所述第一参数包括围岩重度、围岩级别、隧道宽度；
[0007]根据所述第一参数确定所述复合式衬砌的等压荷载；
[0008]获取所述复合式衬砌隧道的第二参数，其中，所述第二参数包括第一弹性模量、第二弹性模量、第一泊松比和第二泊松比，所述第一弹性模量表示所述复合式衬砌隧道的初期支护的弹性模量，所述第一泊松比表示所述复合式衬砌隧道的初期支护的泊松比，所述第二弹性模量表示所述复合式衬砌隧道的二次衬砌的弹性模量，所述第二泊松比表示所述复合式衬砌隧道的二次衬砌的泊松比；
[0009]基于所述等压荷载与所述第二参数计算所述初期支护和所述二次衬砌之间的相互作用力；
[0010]获取所述复合式衬砌隧道的第三参数，其中，所述第三参数包括所述初期支护的内外半径、所述二次衬砌的内外半径以及所述初期支护对应极坐标下的半径、所述二次衬砌对应极坐标下的半径；
[0011]基于所述等压荷载、所述相互作用力和所述第三参数获得所述复合式衬砌隧道的力学响应结果。
[0012]本专利技术实施例的第二方面提供了一种深埋等压圆形复合式衬砌隧道力学响应的测试装置，包括：
[0013]第一获取单元，用于获取所述复合式衬砌隧道的围岩的第一参数，其中，所述第一参数包括围岩重度、围岩级别、隧道宽度；
[0014]确定单元，用于根据所述第一参数确定所述复合式衬砌的等压荷载；
[0015]第二获取单元，用于获取所述复合式衬砌隧道的第二参数，其中，所述第二参数包括第一弹性模量、第二弹性模量、第一泊松比和第二泊松比，所述第一弹性模量表示所述复合式衬砌隧道的初期支护的弹性模量，所述第一泊松比表示所述复合式衬砌隧道的初期支护的泊松比，所述第二弹性模量表示所述复合式衬砌隧道的二次衬砌的弹性模量，所述第二泊松比表示所述复合式衬砌隧道的二次衬砌的泊松比；
[0016]计算单元，用于基于所述等压荷载与所述第二参数计算所述初期支护和所述二次衬砌之间的相互作用力；
[0017]第三获取单元，用于获取所述复合式衬砌隧道的第三参数，其中，所述第三参数包括所述初期支护的内外半径、所述二次衬砌的内外半径以及所述初期支护对应极坐标下的半径、所述二次衬砌对应极坐标下的半径；
[0018]力学响应结果获得单元，用于基于所述等压荷载、所述相互作用力和所述第三参数获得所述复合式衬砌隧道的力学响应结果。
[0019]本专利技术实施例的第三方面提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述任一项深埋等压圆形复合式衬砌隧道力学响应的测试方法的步骤。
[0020]本专利技术实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述任一项深埋等压圆形复合式衬砌隧道力学响应的测试方法的步骤。
[0021]本专利技术与现有技术相比存在的有益效果是：
[0022]本专利技术通过获取所述复合式衬砌隧道的围岩的第一参数，其中，所述第一参数包括围岩重度、围岩级别、隧道宽度；根据所述第一参数确定所述复合式衬砌的等压荷载；获取所述复合式衬砌隧道的第二参数，其中，所述第二参数包括第一弹性模量、第二弹性模量、第一泊松比和第二泊松比，所述第一弹性模量表示所述复合式衬砌隧道的初期支护的弹性模量，所述第一泊松比表示所述复合式衬砌隧道的初期支护的泊松比，所述第二弹性模量表示所述复合式衬砌隧道的二次衬砌的弹性模量，所述第二泊松比表示所述复合式衬砌隧道的二次衬砌的泊松比；基于所述等压荷载与所述第二参数计算所述初期支护和所述二次衬砌之间的相互作用力；获取所述复合式衬砌隧道的第三参数，其中，所述第三参数包括所述初期支护的内外半径、所述二次衬砌的内外半径以及所述初期支护对应极坐标下的半径、所述二次衬砌对应极坐标下的半径；基于所述等压荷载、所述相互作用力和所述第三参数获得所述复合式衬砌隧道的力学响应结果。由于复合式衬砌隧道的力学响应结果不仅能够反映隧道的成本，还能够较为准确地反映隧道的安全程度，故复合式衬砌隧道的力学响应结果对隧道设计的安全性和经济性具有重要意义，且相比于传统的分析过程，本方法简化了计算过程，提高了计算结果的准确性。因此，本专利技术实现了基于复合式衬砌的初期支护和二次衬砌间的相互作用力，分析等压荷载作用下的深埋圆形复合式衬砌隧道的力学响应，提高了计算过程的简捷性和计算结果的准确性。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本专利技术实施例提供的深埋等压圆形复合式衬砌隧道力学响应的测试方法的一个实现流程图；
[0025]图2是本专利技术实施例提供的深埋等压圆形复合式衬砌隧道力学响应的测试装置的一个结构示意图；
[0026]图3是本专利技术实施例提供的复合式衬砌隧道和复合式衬砌隧道的初期支护与二次衬砌受力情况的一个示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例提供的终端的示意图。
具体实施方式
[0028]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
[0029]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深埋等压圆形复合式衬砌隧道力学响应的测试方法，其特征在于，所述方法包括：获取所述复合式衬砌隧道的围岩的第一参数，其中，所述第一参数包括围岩重度、围岩级别、隧道宽度；根据所述第一参数确定所述复合式衬砌的等压荷载；获取所述复合式衬砌隧道的第二参数，其中，所述第二参数包括第一弹性模量、第二弹性模量、第一泊松比和第二泊松比，所述第一弹性模量表示所述复合式衬砌隧道的初期支护的弹性模量，所述第一泊松比表示所述复合式衬砌隧道的初期支护的泊松比，所述第二弹性模量表示所述复合式衬砌隧道的二次衬砌的弹性模量，所述第二泊松比表示所述复合式衬砌隧道的二次衬砌的泊松比；基于所述等压荷载与所述第二参数计算所述初期支护和所述二次衬砌之间的相互作用力；获取所述复合式衬砌隧道的第三参数，其中，所述第三参数包括所述初期支护的内外半径、所述二次衬砌的内外半径以及所述初期支护对应极坐标下的半径、所述二次衬砌对应极坐标下的半径；基于所述等压荷载、所述相互作用力和所述第三参数获得所述复合式衬砌隧道的力学响应结果。2.如权利要求1所述的深埋等压圆形复合式衬砌隧道力学响应的测试方法，其特征在于，根据所述第一参数确定所述复合式衬砌的等压荷载包括：将所述第一参数输入预设的第一公式得到所述等压荷载，其中，所述预设的第一公式包括：q
c
＝γ
×
0.45
×2s
‑1×
{1+0.1
×
(B
‑
5)}其中，q
c
为复合式衬砌的等压荷载，γ为围岩重度，S为围岩级别，B为隧道宽度。3.如权利要求2所述的深埋等压圆形复合式衬砌隧道力学响应的测试方法，其特征在于，所述基于所述等压荷载与所述第二参数计算所述初期支护和所述二次衬砌之间的相互作用力包括：将所述等压荷载与所述第二参数输入预设的第二公式得到所述初期支护和所述二次衬砌之间的相互作用力，其中，所述预设的第二公式包括：衬砌之间的相互作用力，其中，所述预设的第二公式包括：其中，q
b
为初期支护和二次衬砌之间的相互作用力，q
c
为复合式衬砌的等压荷载，E为第一弹性模量，E
′
为第二弹性模量，E1为不同于E的初期支护的弹性模量，E2为不同于E
′
的二次衬砌的弹性模量，a为二次衬砌的内半径，b为初期支护的内半径，c为初期支护的外半径，μ为初期支护的泊松比，μ
′
为二次衬砌的泊松比。4.如权利要求1至3中任一项所述的深埋等压圆形复合式衬砌隧道力学响应的测试方
法，其特征在于，所述力学响应结果包括初期支护和二次衬砌的应力，所述初期支护和二次衬砌的应力的计算公式包括：衬砌的应力的计算公式包括：其中，σ
ρ1
为初期支护的径向正应力，为初期支护的切向正应力，σ
ρ2
为二次衬砌的径向正应力，为二次衬砌的切向正应力，qb为初期支护和二次衬砌之间的相互作用力，ρ1为初期支护对应极坐标下的半径，ρ2为二次衬砌对应极坐标下的半径，q
c
...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚彦峰，朱永全，刘淑红，吴辰昊，宋玉香，贾晓云，樊浩博，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：