一种盾构隧道结构抗震韧性的快速评价方法以及系统技术方案

本申请涉及一种盾构隧道结构抗震韧性的快速评价方法以及系统，涉及盾构隧道性能测试技术的领域，其包括获取隧道基础信息、外界因素信息和评价标准信息；形成模型信息并执行有限元程序；获取当前状态信息；获取监测点坐标信息以及应力信息；判断应力信息是否达到峰值应力信息；若否，则形成方程组信息；计算椭圆系数信息；计算椭圆参数信息；计算弹性椭圆度信息；若是，则获取塑性单元信息；计算塑性区域体积信息；计算塑性椭圆度信息；计算抗震韧性信息；确定抗震韧性评价结果信息并输出。本申请具有通过设置多种参数输入到有限元程序中形成评价模型，考虑因素更加全面，评价流程简洁快速，评价结果更加准确的效果。评价结果更加准确的效果。评价结果更加准确的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构隧道结构抗震韧性的快速评价方法以及系统


[0001]本申请涉及盾构隧道性能测试技术的领域，尤其是涉及一种盾构隧道结构抗震韧性的快速评价方法以及系统。

技术介绍

[0002]盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。
[0003]目前我国开展的大规模的盾构隧道建设，盾构隧道作为城市生命线的重要构成部分，其抗震韧性的表现将对城市的稳定运行产生重大影响。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为，目前对于盾构隧道抗震性能的研究集中于震中的表现，对于盾构隧道抗震性能的评价存在着评价粗糙、准确度低的问题，尚有改进的空间。

技术实现思路

[0005]为了改善对于盾构隧道抗震性能的评价存在着评价粗糙、准确度低的问题，本申请提供一种盾构隧道结构抗震韧性的快速评价方法、系统、存储介质及智能终端。
[0006]第一方面，本申请提供一种盾构隧道结构抗震韧性的快速评价方法，采用如下的技术方案：一种盾构隧道结构抗震韧性的快速评价方法，包括：获取隧道基础信息、外界因素信息和评价标准信息；将隧道基础信息、外界因素信息和预设的模型参数信息输入到有限元程序中形成模型信息并执行有限元程序；获取当前状态信息；从执行的有限元程序中获取当前状态信息时的监测点坐标信息以及对应的应力信息；判断应力信息是否达到预设的峰值应力信息；若否，则通过监测点坐标信息形成方程组信息；根据方程组信息计算出椭圆系数信息；根据椭圆系数信息计算出椭圆参数信息；根据椭圆参数信息和模型参数信息计算出弹性椭圆度信息；若是，则获取塑性单元信息；根据塑性单元信息计算出塑性区域体积信息；根据塑性区域体积信息、模型参数信息和弹性椭圆度信息计算出塑性椭圆度信息；
根据弹性椭圆度信息或者塑性椭圆度信息和初始椭圆度信息分别计算抗震韧性信息；将抗震韧性信息和评价标准信息进行匹配分析以确定抗震韧性评价结果信息并输出。
[0007]通过采用上述技术方案，通过设置多种参数输入到有限元程序中形成各个因素影响下的盾构隧道抗震韧性的评价模型，然后根据对应的监测点坐标变化计算不同阶段的椭圆度，从而计算出抗震韧性并进行评价，考虑因素更加全面，评价流程简洁快速，评价结果更加准确。
[0008]可选的，将抗震韧性信息和评价标准信息进行匹配的方法包括：获取当前状态信息对应的螺栓应力信息；判断螺栓应力信息是否达到预设的最大屈服应力信息；若是，则将该螺栓标记为屈服螺栓信息；若否，则将该螺栓标记为未屈服螺栓信息；统计屈服螺栓信息和未屈服螺栓信息的数量，将屈服螺栓信息的数量定义为屈服螺栓数量信息，将未屈服螺栓信息的数量定义为未屈服螺栓数量信息；判断屈服螺栓数量信息是否为0；若是，则将抗震韧性信息和评价标准信息进行匹配；若否，则根据屈服螺栓数量信息和未屈服螺栓数量信息计算出屈服占比信息；根据预设的折减数据库中所存储的折减系数信息和当前状态信息以及屈服占比信息进行匹配分析以确定当前状态信息以及屈服占比信息所对应的折减系数，将该折减系数定义为当前折减系数信息；将抗震韧性信息按照当前折减系数信息进行折减后得到折减抗震韧性信息；将折减抗震韧性信息和评价标准信息进行匹配分析以确定抗震韧性评价结果信息并输出。
[0009]通过采用上述技术方案，考虑螺栓是否达到屈服应力从而形成屈服螺栓占比，根据屈服螺栓占比对最终计算的结果进行折减，使得抗震韧性评价结果考虑更加全面，结果进一步地更加准确。
[0010]可选的，外界因素信息包括地震烈度信息，地震烈度信息的确定方法包括：获取最高设防烈度信息；根据预设的加速度数据库中所存储的加速度信息和最高设防烈度信息进行匹配分析以确定最高设防烈度信息所对应的加速度，将该加速度定义为地震波加速度信息；任意选取预设的地震波波形信息中的波形区间信息，将该选取的波形区间信息定义为当前波形区间信息；根据当前波形区间信息和地震波加速度信息进行计算得到当前目标波形信息；将当前目标波形信息输入后计算不同的当前状态信息下的弹性椭圆度信息之间的差值，将该差值定义为椭圆度增加量信息；判断椭圆度增加量信息是否大于预设的效果阈值信息；若大于，则将当前波形区间信息定义为最终波形区间信息并输出；若小于，则重新选取当前波形区间信息并重新进行模拟试验。
[0011]通过采用上述技术方案，通过不断调整不同地震波形来得到适合的地震波，使得可以得到想要的破坏效果从而对模型进行地震破坏，充分考虑最差的情况，从而使得模拟结果更加严峻，之后采取的措施更加安全，提高了评价结果的可靠性。
[0012]可选的，模型参数信息的确定方法包括：获取实际隧道外径信息和盾构管片宽度信息；根据预设的放大数据库中所存储的尺寸倍数信息和实际隧道外径信息进行匹配分析以确定实际隧道外径信息所对应的尺寸倍数，将该尺寸倍数定义为合理尺寸倍数信息；根据放大数据库中所存储的深度倍数信息和盾构管片宽度信息进行匹配分析以确定盾构管片宽度信息所对应的深度倍数，将该深度倍数定义为合理深度倍数信息；根据实际隧道外径信息和合理尺寸倍数信息进行计算得到模型尺寸信息；根据盾构管片宽度信息和深度倍数信息进行计算得到模型深度信息；将模型参数信息中的模型尺寸设置为模型尺寸信息，模型深度设置为模型深度信息。
[0013]通过采用上述技术方案，通过将模型的尺寸较原先盾构隧道的形状和尺寸大上一定的比例，从而使得模型在受到地震时发生形变的监测的范围更加大而充分监测到盾构隧道变形后的位置，减少了模型的边界效应，提高了模型模拟的准确性。
[0014]可选的，塑性椭圆度信息的计算公式包括：其中E
plasticity
为塑性椭圆度信息，S
plasticity
为塑性区域体积信息，S
normal
为模型参数信息中模型的初始体积，而E为当前状态信息下的弹性椭圆度信息，k为预设的塑性阶段椭圆度扩大系数信息。
[0015]通过采用上述技术方案，通过设置系数K，从而使得盾构隧道在出现塑性区域时的椭圆度参考数值更加符合要求，而不同于弹性状态下的数据，提高了椭圆度以及抗震韧性计算的合理性。
[0016]可选的，塑性阶段椭圆度扩大系数信息的确定方法包括：根据塑性区域体积信息和模型参数信息计算出塑性占比信息；根据预设的调整数据库中所存储的扩大系数信息和塑性占比信息进行匹配分析以确定塑性占比信息所对应的扩大系数，将该扩大系数定义为理论扩大系数信息；判断理论扩大系数信息是否落入预设的合理系数范围内；若落入，则输出理论扩大系数信息；若大于合理系数范围，则筛选出合理系数范围中的最大值，将该值定义为最大系数信息；将塑性阶段椭圆度扩大系数信息更新为最大系数信息；若小于合理系数范围，则筛选出合理系数范围中的最小值，将该值定义为最小系数信息；将塑性阶段椭圆度扩大系数信息更新为最小系数信息。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道结构抗震韧性的快速评价方法，其特征在于，包括：获取隧道基础信息、外界因素信息和评价标准信息；将隧道基础信息、外界因素信息和预设的模型参数信息输入到有限元程序中形成模型信息并执行有限元程序；获取当前状态信息；从执行的有限元程序中获取当前状态信息时的监测点坐标信息以及对应的应力信息；判断应力信息是否达到预设的峰值应力信息；若否，则通过监测点坐标信息形成方程组信息；根据方程组信息计算出椭圆系数信息；根据椭圆系数信息计算出椭圆参数信息；根据椭圆参数信息和模型参数信息计算出弹性椭圆度信息；若是，则获取塑性单元信息；根据塑性单元信息计算出塑性区域体积信息；根据塑性区域体积信息、模型参数信息和弹性椭圆度信息计算出塑性椭圆度信息；根据弹性椭圆度信息或者塑性椭圆度信息和初始椭圆度信息分别计算抗震韧性信息；将抗震韧性信息和评价标准信息进行匹配分析以确定抗震韧性评价结果信息并输出。2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道结构抗震韧性的快速评价方法，其特征在于，将抗震韧性信息和评价标准信息进行匹配的方法包括：获取当前状态信息对应的螺栓应力信息；判断螺栓应力信息是否达到预设的最大屈服应力信息；若是，则将该螺栓标记为屈服螺栓信息；若否，则将该螺栓标记为未屈服螺栓信息；统计屈服螺栓信息和未屈服螺栓信息的数量，将屈服螺栓信息的数量定义为屈服螺栓数量信息，将未屈服螺栓信息的数量定义为未屈服螺栓数量信息；判断屈服螺栓数量信息是否为0；若是，则将抗震韧性信息和评价标准信息进行匹配；若否，则根据屈服螺栓数量信息和未屈服螺栓数量信息计算出屈服占比信息；根据预设的折减数据库中所存储的折减系数信息和当前状态信息以及屈服占比信息进行匹配分析以确定当前状态信息以及屈服占比信息所对应的折减系数，将该折减系数定义为当前折减系数信息；将抗震韧性信息按照当前折减系数信息进行折减后得到折减抗震韧性信息；将折减抗震韧性信息和评价标准信息进行匹配分析以确定抗震韧性评价结果信息并输出。3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道结构抗震韧性的快速评价方法，其特征在于，外界因素信息包括地震烈度信息，地震烈度信息的确定方法包括：获取最高设防烈度信息；根据预设的加速度数据库中所存储的加速度信息和最高设防烈度信息进行匹配分析以确定最高设防烈度信息所对应的加速度，将该加速度定义为地震波加速度信息；任意选取预设的地震波波形信息中的波形区间信息，将该选取的波形区间信息定义为
当前波形区间信息；根据当前波形区间信息和地震波加速度信息进行计算得到当前目标波形信息；将当前目标波形信息输入后计算不同的当前状态信息下的弹性椭圆度信息之间的差值，将该差值定义为椭圆度增加量信息；判断椭圆度增加量信息是否大于预设的效果阈值信息；若大于，则将当前波形区间信息定义为最终波形区间信息并输出；若小于，则重新选取当前波形区间信息并重新进行模拟试验。4.根据权利要求1所述的一种盾构隧道结构抗震韧性的快速评价方法，其特征在于，模型参数信息的确定方法包括：获取实际隧道外径信息和盾构管片宽度信息；根据预设的放大数据库中所存储的尺寸倍数信息和实际隧道外径信息进行匹配分析以确定实际隧道外径信息所对应的尺寸倍数，将该尺寸倍数定义为合理尺寸倍数信息；根据放大数据库中所存储的深度倍数信息和盾构管片宽度信息进行匹配分析以确定盾构管片宽度信息所对应的深度倍数，将该深度倍数定义为合理深度倍数信息；根据实际隧道外径信息和合理尺寸倍数信息进行计算得到模型尺寸信息；根据盾构管片宽度信息和深度倍数信息进行计算得到模型深度信息；将模型参数信息中的模型尺寸设置为模型尺寸信息，模型深度设置为模型深度信息。5.根据权利要求1所述的一种盾构隧道结构抗震韧性的快速评价方法，其特征在于，塑性椭圆度信息的计算公式包括：其中E

【专利技术属性】
技术研发人员：包小华，武贤龙，陈湘生，崔宏志，贾金青，沈俊，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：