一种可快速建模的盾构穿越密集建筑物群风险预评估方法技术

本发明专利技术属于地铁盾构技术领域，具体涉及一种可快速建模的盾构穿越密集建筑物群风险预评估方法。该评估方法基于限元分析软件ABAQUS、三维建模软件GIS，模拟土压平衡盾构机开挖隧道对地表建筑物的影响，通过预设的评估标准判定风险等级制定盾构施工方案与建筑物加固方案，本发明专利技术结合测量学与三维建模技术，在模型建立过程中实现快速建立符合精度要求的地表结构，大幅减少传统建筑物安全计算花费的时间。本发明专利技术提供详细的风险等级判定标准，针对不同风险等级，向设计人员提供如盾构参数调整或地基加固等初步的施工方案优化思路，辅助设计人员进行施工方案的制订与优化。助设计人员进行施工方案的制订与优化。助设计人员进行施工方案的制订与优化。

【技术实现步骤摘要】
一种可快速建模的盾构穿越密集建筑物群风险预评估方法


[0001]本专利技术属于地铁盾构
，具体涉及一种可快速建模的盾构穿越密集建筑物群风险预评估方法。

技术介绍

[0002]地铁施工常采用盾构施工技术，但由于施工参数控制不当、现场工程地质水文地质条件变化等问题，盾构施工容易对周围土体产生过大扰动，引起土体变形，导致地表建筑物的变形或破坏。为解决这一问题，制定施工方案时，通常要针对每个建筑物进行独立计算，并考虑周围建筑物的影响因素。对于地质条件和周边环境较复杂、建筑物群较密集的情况，这种方法计算过程十分繁琐。若采用有限元方法，虽然能减少人工计算，但对于复杂工况，难以突破建模过程复杂的限制，因此有限元分析难以应用到工程设计当中。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决上述问题，建立一种可快速建模的盾构穿越密集建筑物群风险预评估方法，结合先进的GIS软件和测量学技术，针对土压平衡式盾构机施工，设计一个利用钻孔数据、现场测量数据来构建三维地质模型与地表建筑物群模型，确定计算应力与位移的有限元分析流程，并将结果应用于盾构穿越建筑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可快速建模的盾构穿越密集建筑物群风险预评估方法，其特征在于：该评估方法基于限元分析软件ABAQUS、三维建模软件GIS，模拟土压平衡盾构机开挖隧道对地表建筑物的影响，通过预设的评估标准判定风险等级制定盾构施工方案与建筑物加固方案，该步骤入如下：S1、地层建模：通过读取钻孔数据，使用GIS软件构建三维地质模型；S2、建筑物建模：根据隧道轴线左右测站得到的建筑物外立面数据，使用SketchUp软件构建三维地表建筑物群模型；S3、有限元模型建立：基于有限元软件ABAQUS通过三维地质模型与三维地表建筑物群模型建立隧道开挖分析步；S4、有限元模型分析：结合实际工程情况预设盾构参数，在ABAQUS的Job模块中提交计算，导出地表与建筑物的应力与位移数据；S5、后处理：根据评定标准进行风险预评估，以颜色划分建筑物风险等级；并通过划分建筑物风险等级制定盾构施工方案与建筑物加固方案。2.根据权利要求1所述的一种可快速建模的盾构穿越密集建筑物群风险预评估方法，其特征在于，S2步骤中使用全站仪采集建筑物立面形态与高度数据，，在SketchUp软件中构建隧道轴线左右60m范围内的三维地表建筑物群模型。3.根据权利要求1所述的一种可快速建模的盾构穿越密集建筑物群风险预评估方法，其特征在于，S3步骤中预设建筑物基础为浅基础模式与桩基础模式，根据既有建筑物设计文件等资料以及现场踏勘结果，选择合适的基础模式，在GIS软件构建的三维地质模型中建立选择的基础模式，并在ABAQUS软件的Assembly模块中于基础模式上构建建筑物模型。4.根据权利要求1所述的一种可快速建模的盾构穿越密集建筑物群风险预评估方法，其特征在于，S3步骤中结合勘察报告与现场资料，在ABAQUS软件的Property模块中为三维地质模型、预设的基础模型与地表建筑物模型赋予材料属性。5.根据权利要求1所述的一种可快速建模的盾构穿越密集建筑物群风险预评估方法，其特征在于，S4步骤中预设以下土压平衡式盾构参数：土仓压力：于开挖面设置表面荷载以模拟施工过程中的土仓压力；注浆压力：于注浆体两侧表面设置荷载以模拟注浆体对隧道衬砌和土层的压力；出土量：对施加的土仓压力乘上一个波动系数以模拟出土量的影响；注浆量：调整注浆体的强度以模拟注浆量变化的影响。6.根据权利要求1所述的一种可快速建模的盾构穿越密集建筑物群风险预评估方法，其特征在于，S5步骤中由ABAQUS软件计算得到的建筑物各节点位移与主应力大小乘以建筑物的安全等级因素、新旧程度因素、周边环境...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志铎，许啸宇，万瑜，宋世攻，彭宇一，康转转，张杰，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：