爆破和沉降下管线安全控制评估方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了爆破和沉降下管线安全控制评估方法、装置、设备及介质，涉及隧道施工技术领域，包括获取第一信息和第一采集数据；基于萨道夫斯基公式对第一采集数据进行拟合，建立振速预测公式；根据第一信息和振速预测公式建立隧道爆破

【技术实现步骤摘要】
爆破和沉降下管线安全控制评估方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及隧道施工
，具体而言，涉及一种爆破和沉降下管线安全控制评估方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]在城市轨道交通修建过程中，地铁隧道经常大量近距离下穿城区密集建筑群和市政管线网，尤其是隧道近距下穿大直径供水、输油及燃气市政管线,采用钻爆法施工时，安全风险极高。现有的安全评估方法往往只是通过管线材质考虑单一爆破作用下管线上拉应力超过抗拉强度导致管线开裂，没有同时对爆破振动和沉降动静耦合作用下管线的受力情况进行分析，忽略了隧道开挖引起管线变形所产生管线静态应力，导致管线安全评价偏不安全，无法根据安全评估结果指导爆破施工。
[0003]基于上述不足，本专利技术提出一种爆破和沉降下管线安全控制评估方法，通过建立爆破荷载和沉降动静耦合作用下的管线力学模型，同时考虑爆破动荷载和隧道开挖地层损失变形静荷载对管线的影响，计算出管线的所受应力大小，并根据最大拉应力破坏准则，实现对管线的安全评价。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种爆破和沉降下管线安全控制评估方法、装置、设备及介质，以改善上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0005]第一方面，本申请提供了一种爆破和沉降下管线安全控制评估方法，包括：
[0006]获取第一信息和第一采集数据，所述第一信息包括工程勘察资料、隧道与管线的布置图和管线材质数据，所述第一采集数据包括试爆破时隧道与管线下方土层的振动速度数据；
[0007]基于萨道夫斯基公式对所述第一采集数据进行拟合，建立振速预测公式；
[0008]根据所述第一信息和所述振速预测公式建立隧道爆破
‑
沉降耦合力学模型，并基于隧道爆破
‑
沉降耦合力学模型计算得到最大药量；
[0009]根据实际爆破药量进行爆破并采集得到第二采集数据，所述第二采集数据为在隧道与管线交叉点处进行爆破时采集得到的振速和沉降数据；
[0010]根据所述第二采集数据和所述隧道爆破
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沉降耦合力学模型，计算得到管线正应力允许值；
[0011]根据所述管线截面正应力允许值和所述管线最大正应力进行判断，得到安全评估结果。
[0012]第二方面，本申请还提供了一种爆破和沉降下管线安全控制评估装置，包括：
[0013]获取模块，用于获取第一信息和第一采集数据，所述第一信息包括工程勘察资料、隧道与管线的布置图和管线材质数据，所述第一采集数据包括试爆破时隧道与管线下方土层的振动速度数据；
[0014]拟合模块，基于萨道夫斯基公式对所述第一采集数据进行拟合，建立振速预测公式；
[0015]构建模块，用于根据所述第一信息和所述振速预测公式建立隧道爆破
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沉降耦合力学模型，并基于隧道爆破
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沉降耦合力学模型计算得到最大药量；
[0016]采集模块，用于根据所述实际爆破药量进行爆破并采集得到第二采集数据，所述第二采集数据为在隧道与管线交叉点处进行爆破时采集得到的振速和沉降数据；
[0017]计算模块，用于根据所述第二采集数据和所述隧道爆破
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沉降耦合力学模型，计算得到管线正应力允许值；
[0018]判断模块，用于根据所述管线截面正应力允许值和所述管线最大正应力进行判断，得到安全评估结果。
[0019]第三方面，本申请还提供了一种爆破和沉降下管线安全控制评估设备，包括：
[0020]存储器，用于存储计算机程序；
[0021]处理器，用于执行所述计算机程序时实现所述爆破和沉降下管线安全控制评估方法的步骤。
[0022]第四方面，本申请还提供了一种介质，所述介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述爆破和沉降下管线安全控制评估方法的步骤。
[0023]本专利技术的有益效果为：
[0024]本专利技术通过建立基于管线在爆破振动和沉降耦合作用下的振速预测公式，结合现场振速和位移监测数据，可以对施工过程中管线的实时情况做出精准安全评价。
[0025]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0027]图1为本专利技术实施例中所述的爆破和沉降下管线安全控制评估方法流程示意图；
[0028]图2为本专利技术实施例中所述的爆破和沉降下管线安全控制评估装置结构示意图；
[0029]图3为本专利技术实施例中所述的爆破和沉降下管线安全控制评估设备结构示意图。
[0030]图中标记：1、获取模块；2、拟合模块；21、第一处理单元；22、第一计算单元；23、第一优化单元；24、第一转换单元；3、构建模块；31、第二计算单元；32、第一构建单元；33、第三计算单元；331、第四计算单元；332、第五计算单元；333、第六计算单元；334、第七计算单元；4、采集模块；5、计算模块；51、第八计算单元；52、第九计算单元；53、第十计算单元；54、第十一计算单元；6、判断模块；61、第一判断单元；62、第二判断单元；63、第三判断单元；64、第四判断单元；800、爆破和沉降下管线安全控制评估设备；801、处理器；802、存储器；803、多媒体组件；804、I/O接口；805、通信组件。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]实施例1：
[0034]本实施例提供了一种爆破和沉降下管线安全控制评估方法。
[0035]参见图1，图中示出了本方法包括步骤S100、步骤S200本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种爆破和沉降下管线安全控制评估方法，其特征在于，包括：获取第一信息和第一采集数据，所述第一信息包括工程勘察资料、隧道与管线的布置图和管线材质数据，所述第一采集数据包括试爆破时隧道与管线下方土层的振动速度数据；基于萨道夫斯基公式对所述第一采集数据进行拟合，建立振速预测公式；根据所述第一信息和所述振速预测公式建立隧道爆破
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沉降耦合力学模型，并基于隧道爆破
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沉降耦合力学模型计算得到最大药量；根据实际爆破药量进行爆破并采集得到第二采集数据，所述第二采集数据为在隧道与管线交叉点处进行爆破时采集得到的振速和沉降数据；根据所述第二采集数据和所述隧道爆破
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沉降耦合力学模型，计算得到管线最大正应力；根据管线材质数据确定管线截面正应力允许值，并将所述管线截面正应力允许值和所述管线最大正应力进行判断，得到安全评估结果。2.根据权利要求1所述的爆破和沉降下管线安全控制评估方法，根据所述第一信息和所述振速预测公式建立隧道爆破
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沉降耦合力学模型，并基于隧道爆破
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沉降耦合力学模型计算得到管线截面正应力允许值和最大药量，其特征在于，包括：根据所述管线材质数据确定管线截面正应力允许值；根据所述工程勘察资料和所述布置图中隧道和管线之间的几何关系和受力特征进行抽离建立隧道爆破
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沉降耦合力学模型，所述工程勘察资料包括管线所在土层密度、隧道和管线下方岩土层的平均密度；根据所述振速预测公式和预设的管线截面正应力公式计算得到最大药量。3.根据权利要求2所述的爆破和沉降下管线安全控制评估方法，根据所述振速预测公式和预设的管线截面正应力公式计算得到最大药量，其特征在于，包括：根据所述第一采集数据和所述振速预测公式确定影响系数，所述影响系数包括介质影响系数和振动衰减系数；根据所述影响系数和所述第一采集数据计算得到爆破引起的管线振速数据和管线上承受的爆破载荷数据；根据所述爆破载荷数据和所述隧道爆破
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沉降耦合力学模型对管线进行应力计算得到管线上承受的最大正应力；将所述管线振速数据、所述正应力允许值、所述影响系数和所述振速预测公式计算，得到最大药量。4.根据权利要求1所述的爆破和沉降下管线安全控制评估方法，根据所述第二采集数据和所述隧道爆破
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沉降耦合力学模型，计算得到管线最大正应力，其特征在于，包括：根据所述第二采集数据计算得到质点振动速度；基于爆炸力学和弹性波理论，根据所述质点振动速度计算得到管线周边土层所受到的土层应力值，所述土层应力值包括中心土层应力值和远端土层应力值；根据所述第二采集数据中的管线纵波速度、管线所在土层纵波速度和隧道与管线下方岩土层的平均纵波速度确定爆破传导放大系数，并根据所述土层应力值和所述爆破传导放大系数计算得到管线应力值，所述管线应力值包括中心管线应力值和远端管线应力值；
根据所述管线应力值、所述第二采集数据中的管线沉降值和所述隧道爆破
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沉降耦合力学模型计算得到管线最大应力值。5.一种爆破和沉降下管线安全控制评估装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取第一信息和第一采集数据，所述第一信息包括工程勘察资料、隧道与管线的布置图和管...

【专利技术属性】
技术研发人员：管晓明，姚颖康，谢先启，贾永胜，王若辉，许华威，孙金山，谢全民，彭斌，刘芳，辛柏成，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：