[发明专利]一种隧道运营期间蠕变影响下长期沉降的预测方法

权利要求书

1.一种隧道运营期间蠕变影响下长期沉降的预测方法，其特征在于包括如下步骤：

S1.确定列车的动荷载；

S2.通过室内单轴和三轴蠕变试验建立蠕变模型，确定隧道所在岩层的蠕变参数；

S3.建立三维有限元模型，得到隧道围岩的初始沉降值；

S4.给隧道道床部位施加列车动荷载，加入岩层的蠕变参数，得到隧道土体的蠕变应变和竖直方向沉降量，并对隧道运营期间的蠕变影响进行预测。

2.根据权利要求1所述的隧道运营期间蠕变影响下长期沉降的预测方法，其特征在于所述的步骤S1，包括采用激振力函数来模拟列车荷载，列车荷载由静荷载和震动载荷组成，具体为：

F(t)＝k(p₀+p_isin(ω_it))

其中，F(t)表示列车载荷；k表示衬砌和道床对荷载传递影响的分散系数；p₀表示车轮静荷载；p_i表示不同情况下的行车荷载典型值，i＝1,2,3，i＝1时为列车不平顺性时，i＝2时为动力附加荷载时；i＝3时为轨面波形损耗时，M表示列车簧下质量；a_i表示典型矢高；ω_i表示不同因素i下对应车速选不平顺振动波长的圆频率；ω_i＝2vπ/L_i，v为列车运行速度；L_i为不同因素i下的典型波长。

3.根据权利要求1所述的隧道运营期间蠕变影响下长期沉降的预测方法，其特征在于所述的步骤S2中的建立蠕变模型，蠕变模型包括弹性元件、粘性元件或塑性元件，将弹性元件、粘性元件或塑性元件串联或并联组成蠕变模型。

4.根据权利要求2所述的隧道运营期间蠕变影响下长期沉降的预测方法，其特征在于所述的步骤S2中的确定隧道所在岩层的蠕变参数包括：A1.通过试验蠕变曲线确定蠕变模型可能含有的元件，建立蠕变模型得到蠕变方程；A2.通过试验蠕变曲线拟合，得到蠕变参数。

5.根据权利要求4所述的隧道运营期间蠕变影响下长期沉降的预测方法，其特征在于所述的步骤A1，包括获取蠕变模型的蠕变方程：

其中，ε为隧道围岩累积的蠕变应变；A表示蠕变减速阶段材料有关系数；m₀表示时间指数；n₀表示蠕变减速阶段应力指数；k表示蠕变减速阶段应力与应力指数之间的拟合线性系数；σ表示加载应力；t表示蠕变时间；B表示蠕变稳定阶段材料有关系数；n₁表示蠕变稳定阶段应力指数；C表示蠕变加速阶段蠕变拟合参数；d表示蠕变加速阶段蠕变拟合参数的指数；E表示蠕变加速阶段蠕变拟合常数参数；σ_s表示非线性黏塑性体的应力门槛值。