[发明专利]基于不连续面优化的隧道注浆加固稳定性确定方法及系统

权利要求书

1.基于不连续面优化的隧道注浆加固稳定性确定方法，其特征是，包括：

获取隧道注浆加固体几何形状、载荷以及边界条件；

基于获取的数据，构建隧道注浆加固体的不连续面优化计算模型；

对隧道注浆加固体的不连续面优化计算模型进行求解，分析加固体承载力低于重力的点，确定为隧道加固体内发生破坏的若干个单点，以所有的单点为基础构建失稳破裂面，以此得到隧道注浆加固区域破裂形态与失稳极限；

基于获取的数据，构建隧道注浆加固体的不连续面优化计算模型；具体步骤包括：

构建目标函数和约束条件；

所述目标函数，是指：隧道注浆加固体的结构滑移所需总耗散能最小和隧道注浆加固体的安全系数最小；

所述约束条件，是指：考虑潜在滑移面几何互容性的几何约束以及基于摩尔库伦流动法则建立的塑性约束；

总耗散能计算公式如下：

其中，E(d)为单点耗散能，c_j为内部不连续单点j的粘聚力，l_j为单点j在二维上长度，p_j为单点j塑性算子；

隧道注浆加固体的安全系数为总耗散能与重力做功之比；

当不连续开裂所需耗散能大于该点重力做功时，表示该点在重力作用下不发生开裂，即为稳定状态，此时安全系数大于1，当安全系数大于1时，为稳定状态，当安全系数小于1时，为不稳定状态；

所述安全系数λ的公式表达为：

λ＝E(d)/W(d)

其中，W(d)为体荷载即重力做功，E(d)为裂面上的耗散能；d表示发生滑移距离；

对于注浆加固体任意点i滑移面几何约束表述为：

d_i＝[s_i,n_i]^T

其中，d_i为滑移面面间变动位移，s_i为破裂面滑动，当s_i0为顺时针转动，n_i为滑移面开度，n_i0表示为滑移面不会互相侵入，以上即为滑移面几何互容性的几何约束；

基于摩尔库伦流动法则建立的塑形约束为：

其中，根据几何位置，有两种不连续，即边界不连续和内部不连续，N为内部不连续，内部不连续根据摩尔库伦相关联流动法则建立，p为塑性算子。

2.基于不连续面优化的隧道注浆加固稳定性确定系统，用于执行权利要求1所述的基于不连续面优化的隧道注浆加固稳定性确定方法，其特征是，包括：

获取模块，其被配置为：获取隧道注浆加固体几何形状、载荷以及边界条件；

模型构建模块，其被配置为：基于获取的数据，构建隧道注浆加固体的不连续面优化计算模型；

输出模块，其被配置为：对隧道注浆加固体的不连续面优化计算模型进行求解，分析加固体承载力低于重力的点，确定为隧道加固体内发生破坏的若干个单点，以所有的单点为基础构建失稳破裂面，以此得到隧道注浆加固区域破裂形态与失稳极限。

3.一种电子设备，其特征是，包括：一个或多个处理器、一个或多个存储器、以及一个或多个计算机程序；其中，处理器与存储器连接，上述一个或多个计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，该处理器执行该存储器存储的一个或多个计算机程序，以使电子设备执行上述权利要求1所述的方法。

4.一种计算机可读存储介质，其特征是，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1所述的方法。