一种黄土路基注浆盲区的计算方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种黄土路基注浆盲区的计算方法、装置、设备及介质，涉及道路维护技术领域，包括利用注浆管从注浆孔向有限元模型内注入不同注浆压力的模拟浆液后，对有限元模型进行双向耦合分析得到不同的浆液扩散区域；利用不同浆液扩散区域的劈裂半径所对应的注浆压力进行曲线拟合后计算得到劈裂半径与注浆压力的关系式；将任意一个浆液扩散区域进行拟合得到包络图，利用劈裂半径对包络图分割，得到浆液扩散曲线的表达式；在浆液扩散区域中划分出若干个注浆盲区，将一个注浆盲区划分为若干个子区域，计算每个注浆盲区子区域的表达式，本发明专利技术通过计算出注浆压力与扩散盲区之间的关系式，从而能够根据注浆压力预测浆液在黄土土体中的盲区范围。土体中的盲区范围。土体中的盲区范围。

【技术实现步骤摘要】
一种黄土路基注浆盲区的计算方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及道路维护
，具体而言，涉及一种黄土路基注浆盲区的计算方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]随着我国高速铁路的快速发展，近年西部铁路建设较多，西部地区是我国黄土分布的主要地区，黄土在一定的湿度条件下，会在自重或振动荷载作用下发生压缩变形，造成明显的湿陷特性，导致黄土高填方路基在施工过程中或运营期内经常出现路基沉降病害。针对黄土路基沉降病害，主要采用土体性质改良、强夯、挤密、注浆等方法加固处理。与其他方法相比较，注浆技术所造成的土方施工工作量小，不破坏路基，工程费用较低，施工速度较快的优点，因此注浆加固技术目前应用广泛。由于注浆工程在理论上注浆加固与土力学、流体力学关联密切，且注浆工程属于隐蔽性工程，因此注浆盲区不易计算。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种黄土路基注浆盲区的计算方法、装置、设备及可读存储介质，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：
[0004]第一方面，本申请提供了一种黄土路基注浆盲区的计算方法，包括：
[0005]获取黄土体力学参数，在流体力学软件中建立有限元模型，根据所述黄土体力学参数向有限元模型内填充黄土颗粒；
[0006]在有限元模型上确定注浆孔的位置和数量，利用注浆管从注浆孔向有限元模型内注入不同注浆压力的模拟浆液后，对有限元模型进行双向耦合分析得到不同的浆液扩散区域；
[0007]利用不同浆液扩散区域的劈裂半径所对应的注浆压力进行曲线拟合后计算得到劈裂半径与注浆压力的关系式；
[0008]将任意一个浆液扩散区域进行拟合得到包络图，利用劈裂半径对包络图分割，并基于分割结果进行几何分析得到浆液扩散曲线的表达式；
[0009]在浆液扩散区域中划分出若干个注浆盲区，将任意一个注浆盲区划分为若干个子区域，利用浆液扩散曲线的表达式依次计算每个注浆盲区的全部子区域的表达式。
[0010]第二方面，本申请还提供了一种黄土路基注浆盲区的计算方法，包括：
[0011]模型建立模块：用于获取黄土体力学参数，在流体力学软件中建立有限元模型，根据所述黄土体力学参数向有限元模型内填充黄土颗粒；
[0012]模拟模块：用于在有限元模型上确定注浆孔的位置和数量，利用注浆管从注浆孔向有限元模型内注入不同注浆压力的模拟浆液后，对有限元模型进行双向耦合分析得到不同的浆液扩散区域；
[0013]拟合模块：用于利用不同浆液扩散区域的劈裂半径所对应的注浆压力进行曲线拟合后计算得到劈裂半径与注浆压力的关系式；
[0014]分割模块：用于将任意一个浆液扩散区域进行拟合得到包络图，利用劈裂半径对包络图分割，并基于分割结果进行几何分析得到浆液扩散曲线的表达式；
[0015]计算模块：用于在浆液扩散区域中划分出若干个注浆盲区，将任意一个注浆盲区划分为若干个子区域，利用浆液扩散曲线的表达式依次计算每个注浆盲区的全部子区域的表达式。
[0016]第三方面，本申请还提供了一种黄土路基注浆盲区的计算设备，包括：
[0017]存储器，用于存储计算机程序；
[0018]处理器，用于执行所述计算机程序时实现所述黄土路基注浆盲区的计算方法的步骤。
[0019]第四方面，本申请还提供了一种可读存储介质，所述可读存储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基于黄土路基注浆盲区的计算方法的步骤。
[0020]本专利技术的有益效果为：
[0021]本专利技术利用FLUENT
‑
EDEM双向耦合进行数值模拟，推导出浆液在黄土土体中的扩散路径，推导出注浆压力与扩散半径之间的关系式和扩散半径与扩散盲区之间的关系式，由此，得到了注浆压力与扩散盲区之间的关系式，从而能够根据注浆压力预测浆液在黄土土体中的盲区范围，为实际注浆工程提供参考。
[0022]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
[0023]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。
[0024]图1为本专利技术实施例中所述的黄土路基注浆盲区的计算方法流程示意图；
[0025]图2为本专利技术实施例中构建的有限元模型图；
[0026]图3为本专利技术实施例中不同注浆压力下的浆液扩散区域图；
[0027]图4为本专利技术实施例中劈裂半径与注浆压力之间的关系图；
[0028]图5为本专利技术实施例中浆液扩散区域拟合的包络图；
[0029]图6为本专利技术实施例中注浆盲区的示意图；
[0030]图7为本专利技术实施例中子区域的划分示意图；
[0031]图8为本专利技术实施例中所述的黄土路基注浆盲区的计算装置结构示意图；
[0032]图9为本专利技术实施例中所述的黄土路基注浆盲区的计算设备结构示意图。
[0033]图中标记：
[0034]800、黄土路基注浆盲区的计算设备；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
[0035]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。
[0036]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。
[0037]实施例1：
[0038]本实施例提供了一种黄土路基注浆盲区的计算方法。
[0039]参见图1，图中示出了本方法包括：
[0040]S1.获取黄土体力学参数，在流体力学软件中建立有限元模型，根据所述黄土体力学参数向有限元模型内填充黄土颗粒；
[0041]本实施例中，所述黄土体力学参数包括密度、泊松比、弹性模量、粘聚力、内摩擦力、颗粒间的法向刚度、切向刚度、法向临界应力、切向临界应力以及静摩擦系数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种黄土路基注浆盲区的计算方法，其特征在于，包括：获取黄土体力学参数，在流体力学软件中建立有限元模型，根据所述黄土体力学参数向有限元模型内填充黄土颗粒；在有限元模型上确定注浆孔的位置和数量，利用注浆管从注浆孔向有限元模型内注入不同注浆压力的模拟浆液后，对有限元模型进行双向耦合分析得到不同的浆液扩散区域；利用不同浆液扩散区域的劈裂半径所对应的注浆压力进行曲线拟合后计算得到劈裂半径与注浆压力的关系式；将任意一个浆液扩散区域进行拟合得到包络图，利用劈裂半径对包络图分割，并基于分割结果进行几何分析得到浆液扩散曲线的表达式；在浆液扩散区域中划分出若干个注浆盲区，将任意一个注浆盲区划分为若干个子区域，利用浆液扩散曲线的表达式依次计算每个注浆盲区的全部子区域的表达式。2.根据权利要求1所述的黄土路基注浆盲区的计算方法，其特征在于,利用劈裂半径对包络图分割成几何分析得到浆液扩散曲线的表达式，包括：以每个注浆孔的中心为原点，离散出与注浆孔对应的扩散子区域，其中，每个子扩散区域的形状相同、且由两条对称的浆液扩散曲线构成，所述浆液扩散曲线由对数曲线和圆曲线构成；将曲线导入绘图软件中统计分析得到对数曲线的破裂半径与圆曲线的破裂半径的第一比值和对数曲线两端点的坐标；根据第一比值和对数曲线两端点的坐标分别计算得到对数曲线方程和圆曲线方程。3.根据权利要求1所述的黄土路基注浆盲区的计算方法，其特征在于,在包络图中划分出若干个注浆盲区，包括：以注浆管的中心为圆心、浆液扩散区域的劈裂半径为半径拟合出圆形区域；将圆形区域中相邻两个子扩散区域之间的区域作为注浆盲区，其中，每个注浆盲区的形状相同，相邻两个子扩散区域相互对称。4.根据权利要求3所述的黄土路基注浆盲区的计算方法，其特征在于,将任意一个注浆盲区划分为若干个子区域，包括：选取相邻两个子扩散区域中的其中一个子扩散区域作为参考区域、另一个作为对称区域；将参考区域对应的注浆孔作为原点、参考区域的对称轴作为横轴建立坐标系；确定对称区域中靠近对称区域一侧的对数曲线与圆曲线的第一交点、圆曲线与垂直线的切线点以及参考区域中对数曲线与圆曲线的第二交点；分别以第一交点、切线点以及第二交点作垂线，得到第一垂线、第二垂线以及第三垂线；利用坐标系的竖轴、第一垂线、第二垂线以及第三垂线将注浆盲区划分为6个子区域。5.一种黄土路基注浆盲区的计算装置，其特征在于，包括：模型建立模块：用于获取黄土体力学参数，在流体力学软件中建立有限元模型，根据所述黄土体力学参数向有限元模型内填充黄土颗粒；模拟模块：用于在有限元模型上确定注浆孔的位置和数量，利用注浆管从注浆孔向有限元模...

【专利技术属性】
技术研发人员：令狐勇生，亢国伟，王永红，张国强，郭子兴，
申请(专利权)人：大秦铁路股份有限公司太原高铁工务段，
类型：发明
国别省市：