一种对隧道位移反分析权重的确定方法技术

一种对隧道位移反分析权重的确定方法，涉及安全风险评估技术领域，包括如下步骤：步骤1、在有限元软件中建立三维隧道模型，在隧道不同位置分别施加相同的位移量；步骤2、根据施加的位移量计算最大围岩压力绝对值增量、最大锚杆内力绝对值增量、最大喷混内力绝对值增量；步骤3、根据上述各个增量的平均值确定隧道位移反分析权重。本发明专利技术研究了隧道断面上不同位置处相同位移量对隧道围岩压力、锚杆内力以及喷混内力增量的影响，基于增量的平均值来确定隧道不同位置处位移反分析的权重。这种方法能够有效识别位移的贡献率，较之传统的等权重方法能有效提高监测数据的参考价值，使监测点的位移数据能够得到更好的利用，从而有效保障隧道安全。

【技术实现步骤摘要】
一种对隧道位移反分析权重的确定方法
本专利技术涉及安全风险评估
，具体涉及一种对隧道位移反分析权重的确定方法。
技术介绍
受成本制约，勘察工作所得地层参数不能完全满足隧道设计，为了保证隧道安全，隧道施工过程采用位移分析方法计算地层参数具有很强的理论与工程应用价值。当前，在某一隧道断面上，利用不同位置处隧道衬砌位移进行地层参数反演时，不同位置处隧道衬砌位移反分析权重采用相同的数值，这种处理虽具有简单实用的优点，却不利于挖掘地层参数反演分析过程中不同位移的真正贡献。因此，隧道工程中亟需一种合理确定隧道位移反分析权重的方法。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种对隧道位移反分析权重的确定方法。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种对隧道位移反分析权重的确定方法，包括如下步骤：步骤1、在有限元软件中建立三维隧道模型，在隧道不同位置分别施加相同的位移量；步骤2、根据施加的位移量计算最大围岩压力绝对值增量、最大锚杆内力绝对值增量、最大喷混内力绝对值增量；步骤3、根据上述各个增量的平均值确定隧道位移反分析权重。优选的，所述的步骤1中，采用MidasGTS/NX软件建立三维隧道模型，选取位移量δ，设置三个施工阶段，施工阶段1：隧道断面上拱顶发生位移δ；施工阶段2：隧道断面上拱肩发生位移δ；施工阶段3：隧道断面上拱腰发生位移δ；通过MidasGTS/NX软件计算得到第i个施工阶段的最大围岩压力绝对值Vi，i＝1，2，3、最大锚杆内力绝对值Ai，i＝1，2，3、以及最大喷混内力绝对值Ci，i＝1，2，3。优选的，所述的步骤2中，根据V1、V2、V3计算第i施工阶段下的最大围岩压力绝对值增量ΔVi、，i＝1，2，3；根据A1、A2、A3计算第i施工阶段下的最大锚杆内力绝对值增量ΔAi，i＝1，2，3；根据C1、C2、C3计算第i施工阶段下的最大喷混内力绝对值增量ΔCi，i＝1，2，3。优选的，所述的步骤3中，根据施工阶段1的最大围岩压力绝对值增量ΔV1、最大锚杆内力绝对值增量ΔA1、以及最大喷混内力绝对值增量ΔC1，利用公式(1)计算拱顶处隧道位移反分析的权重：根据施工阶段2的最大围岩压力绝对值增量ΔV2、最大锚杆内力绝对值增量ΔA2、以及最大喷混内力绝对值增量ΔC2，利用公式(2)计算拱肩处隧道位移反分析的权重：根据施工阶段3的最大围岩压力绝对值增量ΔV3、最大锚杆内力绝对值增量ΔA3、以及最大喷混内力绝对值增量ΔC3，利用公式(3)计算拱腰处隧道位移反分析的权重：本专利技术一种对隧道位移反分析权重的确定方法的有益效果为：本专利技术研究了隧道断面上不同位置处相同位移量对隧道围岩压力、锚杆内力以及喷混内力增量的影响，基于增量的平均值来确定隧道不同位置处位移反分析的权重。这种方法能够有效识别位移的贡献率，较之传统的等权重方法能有效提高监测数据的参考价值，使监测点的位移数据能够得到更好的利用，从而有效保障隧道安全。附图说明图1、本专利技术流程图；图2、施工阶段1锚杆内力云图；图3、施工阶段2锚杆内力云图；图4、施工阶段3锚杆内力云图；图5、施工阶段1喷混内力云图；图6、施工阶段2喷混内力云图；图7、施工阶段3喷混内力云图；具体实施方式以下所述，是以阶梯递进的方式对本专利技术的实施方式详细说明，该说明仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。一种对隧道位移反分析权重的确定方法，如图1所示，包括如下步骤：步骤1、在有限元软件中建立三维隧道模型，在隧道不同位置分别施加相同的位移量；步骤2、根据施加的位移量计算最大围岩压力绝对值增量、最大锚杆内力绝对值增量、最大喷混内力绝对值增量；步骤3、根据上述各个增量的平均值确定隧道位移反分析权重；所述的步骤1中，采用MidasGTS/NX软件建立三维隧道模型，选取位移量δ，设置三个施工阶段，施工阶段1：隧道断面上拱顶发生位移δ；施工阶段2：隧道断面上拱肩发生位移δ；施工阶段3：隧道断面上拱腰发生位移δ；通过MidasGTS/NX软件计算得到第i个施工阶段的最大围岩压力绝对值Vi，i＝1，2，3、最大锚杆内力绝对值Ai，i＝1，2，3、以及最大喷混内力绝对值Ci，i＝1，2，3；所述的步骤2中，根据V1、V2、V3计算第i施工阶段下的最大围岩压力绝对值增量ΔVi、，i＝1，2，3；根据A1、A2、A3计算第i施工阶段下的最大锚杆内力绝对值增量ΔAi，i＝1，2，3；根据C1、C2、C3计算第i施工阶段下的最大喷混内力绝对值增量ΔCi，i＝1，2，3；所述的步骤3中，根据施工阶段1的最大围岩压力绝对值增量ΔV1、最大锚杆内力绝对值增量ΔA1、以及最大喷混内力绝对值增量ΔC1，利用公式(1)计算拱顶处隧道位移反分析的权重：根据施工阶段2的最大围岩压力绝对值增量ΔV2、最大锚杆内力绝对值增量ΔA2、以及最大喷混内力绝对值增量ΔC2，利用公式(2)计算拱肩处隧道位移反分析的权重：根据施工阶段3的最大围岩压力绝对值增量ΔV3、最大锚杆内力绝对值增量ΔA3、以及最大喷混内力绝对值增量ΔC3，利用公式(3)计算拱腰处隧道位移反分析的权重：下面结合一个具体实例进行分析：某隧道高9.3米，宽11m，采用锚喷支护。上覆风化土、风化岩和软岩：风化土弹性模量E＝500MPa，粘聚力c＝20KPa，摩擦角风化岩弹性模量E＝5000MPa，粘聚力c＝20KPa，摩擦角软岩弹性模量E＝20000MPa，粘聚力c＝200KPa，摩擦角使用有限元软件MIDASGTS/NX对隧道建模，根据《铁路隧道设计规范》(TB10003-2016)选取位移量δ＝4.5mm，设置三个施工阶段，施工阶段1：隧道断面上拱顶发生位移δ；施工阶段2：隧道断面上拱肩发生位移δ；施工阶段3：隧道断面上拱腰发生位移δ。三个施工阶段下的计算结果如表1所示。表1三个施工阶段下的计算结果计算每个施工阶段下的最大围岩压力绝对值增量ΔV1＝V1、ΔV2＝V2-V1、ΔV3＝V3-V2；最大锚杆内力绝对值增量ΔA1＝A1、ΔA2＝A2-A1、ΔA3＝A3-A2；以及最大喷混内力绝对值增量ΔC1＝C1、ΔC2＝C2-C1、ΔC3＝C3-C2。计算结果见表2表23个施工阶段ΔV、ΔA和ΔC表由式(1)～(3)计算，分别得到拱顶、拱肩和拱腰的权重，计算结果如表3所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对隧道位移反分析权重的确定方法，其特征为：包括如下步骤：步骤1、在有限元软件中建立三维隧道模型，在隧道不同位置分别施加相同的位移量；步骤2、根据施加的位移量计算最大围岩压力绝对值增量、最大锚杆内力绝对值增量、最大喷混内力绝对值增量；步骤3、根据上述各个增量的平均值确定隧道位移反分析权重。/n

【技术特征摘要】
1.一种对隧道位移反分析权重的确定方法，其特征为：包括如下步骤：步骤1、在有限元软件中建立三维隧道模型，在隧道不同位置分别施加相同的位移量；步骤2、根据施加的位移量计算最大围岩压力绝对值增量、最大锚杆内力绝对值增量、最大喷混内力绝对值增量；步骤3、根据上述各个增量的平均值确定隧道位移反分析权重。


2.如权利要求1所述的一种对隧道位移反分析权重的确定方法，其特征为：所述的步骤1中，采用MidasGTS/NX软件建立三维隧道模型，选取位移量δ，设置三个施工阶段，施工阶段1：隧道断面上拱顶发生位移δ；施工阶段2：隧道断面上拱肩发生位移δ；施工阶段3：隧道断面上拱腰发生位移δ；通过MidasGTS/NX软件计算得到第i个施工阶段的最大围岩压力绝对值Vi，i＝1，2，3、最大锚杆内力绝对值Ai，i＝1，2，3、以及最大喷混内力绝对值Ci，i＝1，2，3。


3.如权利要求2所述的一种对隧道位移反分析权重的确定方法，其特征为：所述的步骤2中，根据V1...

【专利技术属性】
技术研发人员：林后来，李亮，刘志良，李东贤，刘磊磊，郑榕明，裴华富，高原，王永洪，姚凯，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37