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龙图腾网获悉武汉市市政建设集团有限公司;长江勘测规划设计研究有限责任公司申请的专利基于随机场理论的盾构穿越既有盾构隧道变形分析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：CN119293897B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19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：202411164443.4，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权基于随机场理论的盾构穿越既有盾构隧道变形分析方法是由李忠超;章铁军;刘律;冯东阳;黄超群;朱敏;霍九坤;黄栋设计研发完成，并于2024-08-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于随机场理论的盾构穿越既有盾构隧道变形分析方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于随机场理论的盾构穿越既有盾构隧道变形分析方法，该方法包括如下步骤：步骤1：建立盾构施工三维精细化数值模型，导出所有实体单元的中心点坐标；步骤2：确定地层弹性模量空间变异性的统计特征值；步骤3：构建地层弹性模量的三维随机场模型；步骤4：将地层弹性模量的三维随机场模型导入到三维精细化数值模型，开展数值计算分析；步骤5：提取盾构施工引起的既有盾构隧道轴线位置处地层的竖向位移；步骤6：计算既有盾构隧道变形；步骤7：计算隧道最大竖向变形的均值和标准差。本发明的分析方法考虑了地层力学参数的空间变异性特征，采用随机场理论和蒙特卡洛策略预测盾构施工引起的既有盾构隧道变形，分析结果更准确。

本发明授权基于随机场理论的盾构穿越既有盾构隧道变形分析方法在权利要求书中公布了：1.一种基于随机场理论的盾构穿越既有盾构隧道变形分析方法，其特征在于：包括如下步骤： 步骤1：建立盾构施工三维精细化数值模型，采用FLAC3D软件建立反映盾构施工过程和地层分层信息的三维精细化数值模型，编写FISH语言程序，导出三维精细化数值模型中所有实体单元的中心点坐标记为xi,yi,zi； 步骤2：确定地层弹性模量空间变异性的统计特征值，统计特征值包括地层弹性模量的均值μj、地层弹性模量的均方差σj以及自相关函数，其中，j＝1,2,…,m，m为三维精细化数值模型中地层的个数； 采用指数型自相关函数描述弹性模量的空间变异性，空间位置任意两点之间的自相关性系数ρ采用以下表达式： 式中：θx，θy和θz分别为模型x,y,z三个方向上的自相关长度；τx，τy和τz分别表示任意两个网格单元中心点之间在x,y,z三个方向上的相对距离； 步骤3：采用协方差矩阵分解法构建地层弹性模量的三维随机场模型；将三维精细化数值模型导出的单元的中心点坐标xi,yi,zi，按照三维精细化数值模型中单元的编号取两个中心点坐标带入公式1，构建协方差矩阵C： 式中：ρ1,i表示点x1,y1,z1和xi,yi,zi之间的相关系数； 对构建的协方差矩阵C进行Cholesky分解： C＝LU3 式中：L为下三角矩阵，U为上三角矩阵； 随机生成列向量Y，Y由n个服从标准正态分布的随机数组成；地层弹性模量随机场模型Ej可以表示为： Ej＝μj+LYσj4 式中，μj为地层弹性模量的均值，σj为地层弹性模量的均方差，L为下三角矩阵，Y为随机生成列向量； 通过蒙特卡洛策略多次随机生成列向量Y，获得地层弹性模量随机场模型Ej的多次实现，即可获得不同地层的三维随机场模型； 步骤4：将地层弹性模量的三维随机场模型导入到三维精细化数值模型，开展数值计算分析； 步骤5：提取盾构施工引起的既有盾构隧道轴线位置处地层的竖向位移S，则盾构施工引起的既有盾构隧道竖向附加荷载q可以表述为： q＝Sk5 式中：k为地层基床系数，可通过以下公式计算： 式中：E，μ分别为地层的弹性模量与地层的泊松比；B为隧道的宽度；EI为隧道抗弯刚度； 步骤6：基于两阶段方法，采用地层-隧道相互作用模型计算既有盾构隧道变形，地层-隧道相互作用模型中既有盾构隧道简化为铁木辛柯梁，得到在附加荷载q的作用下既有盾构隧道竖向位移w满足平衡微分方程： 式中：EI和κGA分别为盾构隧道的弯曲刚度和剪切刚度；k是地层基床系数； 步骤7：采用蒙特卡洛策略计算隧道最大竖向变形的均值和标准差。

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