[发明专利]一种双隧道开挖对邻近地埋管线影响的预测方法

权利要求书

1.一种双隧道开挖对邻近地埋管线影响的预测方法，其特征在于，所述方法包括：

构建管-土竖向相互作用的本构模型，用于描述管-土竖向相对位移与管线周围土体抗力的关系；

构建管-土水平相互作用的本构模型，用于描述管-土水平相对位移与管线周围土体抗力的关系；

所述管-土竖向相互作用的本构模型与所述管-土水平相互作用的本构模嵌入到有限元管-土相互作用单元内，预测双隧道开挖时邻近地埋管线的位移变化；

其中，所述管-土竖向相互作用的本构模型包括管-土相对位移向上时的本构模型和管-土相对位移向下时的本构模型；

所述管-土相对位移向上时的本构模型通过如下方式表述：

δ_ru＝k_uq_u，q_u＝N_vγHD，

其中，δ_ru表示管线相对土体竖向向上的相对位移，k_u为相关系数，q_u表示管线相对土体竖向向上发生相对位移时管线周围土体的最大抗力，N_v表示无量纲的土体抗力影响系数，γ表示土体重度，H表示地表至管线中心的距离，D表示管线直径；

所述管-土相对位移向下时的本构模型通过如下方式表述：

δ_rd＝k_dq_d

其中，δ_rd表示管线相对土体竖向向下的相对位移，k_d为相关系数，q_d表示管线相对土体竖向向下发生相对位移时管线周围土体的最大抗力，Nq、Nγ表示条形基础承载能力系数，γ表示土体重度，H表示地表至管线中心的距离，D表示管线直径；

所述管-土水平相互作用的本构模型通过如下方式表示：

δ_ra＝k_aq_a，

其中，δ_ra表示管线相对土体水平方向的相对位移，k_a为相关系数，q_a表示管线相对土体水平方向发生相对位移时管线周围土体的最大抗力，K₀表示土体静止侧压力系数，δ表示管-土接触面内摩擦角，γ表示土体重度，H表示地表至管线中心的距离，D表示管线直径。

2.一种双隧道开挖对邻近地埋管线影响的预测方法，其特征在于，所述方法包括：

经过多种组合工况下的管-土相对曲率随管-土相对刚度变化进行件，通过计算结果拟合管-土相对曲率随管-土相对刚度变化的关系：

其中，x₁为管-土相对刚度，y₁为管-土相对曲率；

经过多种组合工况下的管-土相对沉降随管-土相对刚度变化进行有限元模拟，通过模拟计算结果拟合管-土相对沉降随管-土相对刚度变化的关系：

其中，x₁为管-土相对刚度，y₂为管-土相对沉降；

获取管-土相对刚度，对双隧道开挖对邻近地埋管线的管-土相对曲率，以及管-土相对沉降进行预测。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

拟合管-土相对曲率随管-土相对刚度变化关系的上限：

以及拟合管-土相对曲率随管-土相对刚度变化关系的下限：

其中，x₁为管-土相对刚度，y₁为管-土相对曲率。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

拟合得到管-土相对沉降随管-土相对刚度变化关系的上限：

以及拟合得到管-土相对沉降随管-土相对刚度变化关系的下限：

其中，x₁为管-土相对刚度，y₂为管-土相对沉降。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，多种组合工况下的管-土相对曲率随管-土相对刚度变化进行有限元模拟，采用基于Vorster提出的修正的高斯分布曲线经验。