基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法及系统技术方案

本发明专利技术属于土木工程施工技术领域，提供了一种基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法及系统。该方法包括，确定锚杆初始参数和围岩允许变形范围；基于锚杆初始参数，采用数值模型，开展开挖支护仿真计算，得到围岩变形数据；判断围岩变形数据是否在围岩允许变形范围之内，若否，对锚杆参数进行调整，循环迭代，直到围岩变形数据满足要求；若是，输出优化结果。本发明专利技术可以有效降低实际工程中支护的成本，最大限度避免锚杆材料的浪费。最大限度避免锚杆材料的浪费。最大限度避免锚杆材料的浪费。

【技术实现步骤摘要】
基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法及系统


[0001]本专利技术属于土木工程施工
，尤其涉及一种基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]隧道在施工过程中通常需要用锚杆和喷射混凝土等柔性构件组合起来进行初期支护，以控制岩体的松弛变形，维护和增强围岩的自承能力。目前在实际工程中，对于锚杆参数的确定仍然大多采用工程类比法，即比照已建类似工程的经验直接确定锚杆的参数。然而断面形式不同和围岩性质差异导致围岩变形区分布存在显著的不均匀性，基于工程类比得到的等长度锚固方案与不均匀分布的围岩变形间存在明显的不匹配，容易造成局部锚固力不足、局部锚固力富裕，进一步将导致围岩失稳或锚固材料浪费。

技术实现思路

[0004]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法及系统，其能根据数值模拟得到的围岩变形数据，对锚杆的参数进行智能化设计；利用本专利技术可以有效降低实际工程中支护的成本，最大限度避免锚杆材料的浪费。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术的第一个方面提供一种基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法。
[0007]基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法，包括：
[0008]确定锚杆初始参数和围岩允许变形范围；
[0009]基于锚杆初始参数，采用数值模型，开展开挖支护仿真计算，得到围岩变形数据；
[0010]判断围岩变形数据是否在围岩允许变形范围之内，若否，对锚杆参数进行调整，循环迭代，直到围岩变形数据满足要求；若是，输出优化结果。
[0011]进一步地，所述锚杆初始参数采用工程类比法确定。
[0012]进一步地，所述开展开挖支护仿真计算包括：在锚杆参数与数值模拟预测的围岩变形数据之间建立关系。
[0013]进一步地，所述对锚杆参数进行调整包括对锚杆长度进行调整。
[0014]进一步地，所述对锚杆参数进行调整包括：
[0015]当围岩变形数据小于围岩允许变形范围，缩减锚杆长度。
[0016]进一步地，所述对锚杆参数进行调整包括：
[0017]当围岩变形数据大于围岩允许变形范围，加长锚杆长度。
[0018]进一步地，所述优化结果包括锚杆参数。
[0019]本专利技术的第二个方面提供一种基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计系统。
[0020]基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计系统，包括：
[0021]初始参数确定模块，其被配置为：确定锚杆初始参数和围岩允许变形范围；
[0022]仿真计算模块，其被配置为：基于锚杆初始参数，采用数值模型，开展开挖支护仿真计算，得到围岩变形数据；
[0023]优化模块，其被配置为：判断围岩变形数据是否在围岩允许变形范围之内，若否，对锚杆参数进行调整，循环迭代，直到围岩变形数据满足要求；若是，输出优化结果。
[0024]本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。
[0025]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一个方面所述的基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法中的步骤。
[0026]本专利技术的第四个方面提供一种计算机设备。
[0027]一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法中的步骤。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0029]1、利用本专利技术，可在实际施工之前对锚杆的参数进行调整，充分发挥锚杆与围岩自身的作用，既可以将围岩变形控制在允许范围之内，也可以降低锚固成本，最大限度避免锚杆材料的浪费。
[0030]2、本专利技术各步骤之间逻辑清晰，操作比较简单，容易理解，易于掌握。
[0031]3、本专利技术在对锚杆进行分类时主要的依据是利用数值模拟得到的围岩变形数据。近几年来，数值模拟技术越来越成熟，隧道内围岩变形数据的准确度越来越高，已成为工程设计方案中必不可少的重要依据。这也就意味着，本专利技术的技术方案比较可靠。同时，随着未来隧道仿真建模技术的发展，本专利技术应用范围也将越来越广泛。
[0032]下面通过附图和实例对本专利技术的技术方案做进一步的描述。
附图说明
[0033]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0034]图1是本专利技术示出的基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法的流程图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0036]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0037]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式
也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0038]需要注意的是，附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各种实施例的方法和系统的可能实现的体系架构、功能和操作。应当注意，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分可以包括一个或多个用于实现各个实施例中所规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为备选的实现中，方框中所标注的功能也可以按照不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，或者它们有时也可以按照相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。同样应当注意的是，流程图和/或框图中的每个方框、以及流程图和/或框图中的方框的组合，可以使用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以使用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0039]实施例一
[0040]本实施例提供了一种基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法，本实施例以该方法应用于服务器进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于终端，还可以应用于包括终端和服务器和系统，并通过终端和服务器的交互实现。服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务器、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务CDN、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法，其特征在于，包括：确定锚杆初始参数和围岩允许变形范围；基于锚杆初始参数，采用数值模型，开展开挖支护仿真计算，得到围岩变形数据；判断围岩变形数据是否在围岩允许变形范围之内，若否，对锚杆参数进行调整，循环迭代，直到围岩变形数据满足要求；若是，输出优化结果。2.根据权利要求1所述的基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法，其特征在于，所述锚杆初始参数采用工程类比法确定。3.根据权利要求1所述的基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法，其特征在于，所述开展开挖支护仿真计算包括：在锚杆参数与数值模拟预测的围岩变形数据之间建立关系。4.根据权利要求1所述的基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法，其特征在于，所述对锚杆参数进行调整包括对锚杆长度进行调整。5.根据权利要求1所述的基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法，其特征在于，所述对锚杆参数进行调整包括：当围岩变形数据小于围岩允许变形范围，缩减锚杆长度。6.根据权利要求1所述的基于岩体变形预测的隧道锚固参数智能化设计方法，其特征在于，所述对锚杆参数进行调整包括：当围...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪亮，周申，张西斌，颜丙刚，周宗青，姜新波，王凯，成帅，杨光宇，范宏运，刘洋，冀笑瑀，
申请(专利权)人：山东高速集团有限公司，
类型：发明
国别省市：