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武汉大学李典庆获国家专利权

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龙图腾网获悉武汉大学申请的专利考虑土体强度不确定性的隧道掌子面失稳风险评估方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115688307B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211300071.4,技术领域涉及:G06F30/17;该发明授权考虑土体强度不确定性的隧道掌子面失稳风险评估方法是由李典庆;陈学俭;唐小松;刘勇设计研发完成,并于2022-10-24向国家知识产权局提交的专利申请。

考虑土体强度不确定性的隧道掌子面失稳风险评估方法在说明书摘要公布了:本发明提供考虑土体强度不确定性的隧道掌子面失稳风险评估方法,包括确定基本物理力学参数、土体的空间变异性参数以及盾构机参数,建立盾构隧道的耦合欧拉‑拉格朗日大变形有限元模型,进行均质土中隧道掌子面稳定性分析,提取有限元模型中土体单元的节点坐标,根据土体的空间变异性参数,通过修正线性估计法生成土体内摩擦角的三维对数正态随机场,赋值给土体单元的节点,以获得非均匀土体强度,进行非均质土中隧道掌子面稳定性分析,执行多次蒙特卡洛模拟,获取掌子面失稳概率,本发明考虑土体强度的空间变异性和盾构机刀盘的开孔率对隧道掌子面临界支撑压力的影响,并建立隧道掌子面失稳概率与传统安全系数之间的关系。

本发明授权考虑土体强度不确定性的隧道掌子面失稳风险评估方法在权利要求书中公布了:1.考虑土体强度不确定性的隧道掌子面失稳风险评估方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤S1、根据现场试验和室内试验确定盾构施工场地土体的基本物理力学参数、土体的空间变异性参数以及盾构机参数; 步骤S2、建立盾构隧道的耦合欧拉-拉格朗日大变形有限元模型; 步骤S3、进行均质土中隧道掌子面稳定性分析;所述步骤S3中,输入平均的土体内摩擦角,通过逐渐降低刀盘开孔处掌子面的支撑压力P,直到掌子面发生破坏,获取掌子面上土体的速度v与均一化支撑压力PP0的关系曲线,采用曲线的拐点所对应的压力作为均质土中掌子面的临界支撑压力Pc,用荷载系数Nγ表示: Nγ=PcγD1 其中,γ为容重,D为盾构机刀盘的直径; 步骤S4、考虑土体的不确定性,提取有限元模型中土体单元的节点坐标,根据土体的空间变异性参数,通过修正线性估计法生成土体内摩擦角的三维对数正态随机场; 步骤S5、将三维对数正态随机场赋值给土体单元的节点,以获得非均匀土体强度,进行非均质土中隧道掌子面稳定性分析; 步骤S6、重复步骤S4和步骤S5,执行多次蒙特卡洛模拟; 步骤S7、当非均质土中的荷载系数大于均质土中的荷载系数时,掌子面发生失稳,获取掌子面失稳概率;掌子面失稳概率的计算公式如下: 式中,k为安全系数;Nγ为均质土中的荷载系数;和为100个非均质土样中荷载系数的均值和标准差;Φ为累计正态函数,其均值和标准差分别为和。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人武汉大学,其通讯地址为:430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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