[发明专利]地下工程支护体系长期动力学性能评价方法及系统

权利要求书

1.一种地下工程支护体系长期动力学性能评价方法，其特征在于，包括：

通过对地下工程支护构件进行耐久性测试，获取所述支护构件与耐久性测试时长对应的力学性能参数，用于构建支护构件长期动力学性能预测模型；

根据所述支护构件长期动力学性能预测模型和设计使用年限，对支护构件的长期动力学特性进行预测；

综合预测结果，抵抗围岩释放的弹性应变能，安全系数，以及支护构件的数量、长度，对地下工程支护体系长期动力学性能进行评价，评价结果用于确定支护体系是否满足地下工程安全使用要求。

2.根据权利要求1中所述的地下工程支护体系长期动力学性能评价方法，其特征在于，所述通过对地下工程支护构件进行耐久性测试，包括：

将所述支护构件穿过预设的包围结构，以利用所述包围结构对所述支护构件施加环向的围压；

沿所述支护构件的轴向施加预紧力；

利用预设的侵蚀溶液对所述支护构件进行预设时间间隔的侵蚀。

3.根据权利要求1中所述的地下工程支护体系长期动力学性能评价方法，其特征在于，

获取单位长度所述支护构件耐久性测试前和耐久性测试后，各耐久性测试时长对应的静力学性能参数和动力学性能参数，以构建所述支护构件长期动力学性能预测模型。

4.根据权利要求3所述的地下工程支护体系长期动力学性能评价方法，其特征在于，获取的所述单位长度所述支护构件耐久性测试前和耐久性测试后，各耐久性测试时长对应的静力学性能参数和动力学性能参数，具体用于确定静力学性能损伤率，所述确定静力学性能损伤率的公式为：

S=（f₀-f_t）/f₀；

其中，S为静力学性能损伤率，f₀为初始静力学性能参数，f_t为各耐久性测试时长对应的静力学性能参数。

5.根据权利要求3所述的地下工程支护体系长期动力学性能评价方法，其特征在于，

通过霍普金森动力冲击拉伸实验系统分别对耐久性测试前和耐久性测试后的支护构件进行动力冲击拉伸测试，确定耐久性测试前和耐久性测试后的单位长度支护构件的抵抗冲击能，以获取支护构件与耐久性测试时长对应的动力学性能参数。

6.根据权利要求5所述的地下工程支护体系长期动力学性能评价方法，其特征在于，所述确定耐久性测试前和耐久性测试后的单位长度支护构件的抵抗冲击能的公式为：

E=amv²/2；

其中，当支护构件为未进行耐久性测试的地下工程支护构件时，E为初始单位长度支护构件抵抗冲击能；当支护构件为耐久性测试后的地下工程支护构件时，E为与耐久性测试时长对应的单位长度支护构件抵抗冲击能，m为冲击弹头的质量；v为冲击弹头的发射速度；a为单位长度支护构件被冲击的次数上限。

7.根据权利要求1所述的地下工程支护体系长期动力学性能评价方法，其特征在于，

对静力学性能损伤率、初始单位长度支护构件抵抗冲击能和各耐久性测试时长对应的单位长度支护构件抵抗冲击能进行拟合处理，构建所述支护构件长期动力学性能预测模型。

8.根据权利要求1所述的地下工程支护体系长期动力学性能评价方法，其特征在于，

所述综合预测结果，抵抗围岩释放的弹性应变能，安全系数，以及支护构件的数量、长度，对地下工程支护体系长期动力学性能进行评价，评价结果用于确定支护体系是否满足地下工程安全使用要求的公式为：

当W＜kNEL时，支护体系满足地下工程安全使用要求；反之，支护体系不满足地下工程安全使用要求；

其中，N为支护构件的数量，k为安全系数，W为抵抗围岩释放的弹性应变能，E为对支护构件的长期动力学特性预测的结果，L支护构件的数量的长度。

9.一种地下工程支护体系长期动力学性能评价系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于通过对地下工程支护构件进行耐久性测试，获取所述支护构件与耐久性测试时长对应的力学性能参数，用于构建支护构件长期动力学性能预测模型；

预测模块，用于根据所述支护构件长期动力学性能预测模型和设计使用年限，对支护构件的长期动力学特性进行预测；

评价模块，用于综合预测结果，抵抗围岩释放的弹性应变能，安全系数，以及支护构件的数量、长度，对地下工程支护体系长期动力学性能进行评价，评价结果用于确定支护体系是否满足地下工程安全使用要求。