[发明专利]复合式衬砌计算模型构建方法、装置及终端设备

权利要求书

1.一种隧道复合式衬砌计算模型构建方法，其特征在于，包括：

获取隧道基础参数，并根据所述隧道基础参数，计算复合式衬砌中初期支护承担的围岩压力；

获取所述初期支护的厚度和刚度以及二次衬砌的厚度和刚度，根据所述初期支护的厚度和刚度与所述二次衬砌的厚度和刚度计算所述初期支护与所述二次衬砌间的弹性链杆刚度；

获取围岩与所述初期支护间的弹性抗力系数；

基于所述围岩压力、所述弹性链杆刚度和所述弹性抗力系数，构建所述隧道复合式衬砌计算模型。

2.如权利要求1所述的隧道复合式衬砌计算模型构建方法，其特征在于，所述根据所述初期支护与所述二次衬砌的厚度和刚度计算所述初期支护与所述二次衬砌间的弹性链杆刚度，包括：

根据计算所述弹性链杆刚度；

其中，E为弹性链杆刚度，E₁为初期支护的刚度，E₂为二次衬砌的刚度，h₁为初期支护的厚度，h₂为二次衬砌的厚度。

3.如权利要求1所述的隧道复合式衬砌计算模型构建方法，其特征在于，所述隧道基础参数包括围岩重度、围岩级别、隧道宽度和宽度影响系数，所述计算复合式衬砌中初期支护承担的围岩压力，包括：

根据q＝γ×0.45×2^s-1×ω，计算所述围岩压力，其中γ为围岩重度，S为围岩级别，ω为宽度影响系数，ω＝1+i×(B-5)，B为隧道宽度，i为B每增加预设宽度时围岩压力的增减率。

4.如权利要求1所述的隧道复合式衬砌计算模型构建方法，其特征在于，所述基于所述围岩压力、所述弹性链杆刚度和所述弹性抗力系数，构建所述隧道复合式衬砌计算模型，包括：

通过梁单元模拟所述初期支护与所述二次衬砌结构，通过Link单元模拟所述初期支护与所述二次衬砌间的弹性链杆和所述围岩与所述初期支护间的弹性抗力，基于所述初期支护与所述二次衬砌结构、所述弹性链杆和所述弹性抗力搭建有限元结构；

将所述围岩压力、所述弹性链杆刚度和所述弹性抗力系数输入所述有限元结构，构建所述隧道复合式衬砌计算模型。

5.如权利要求1所述的隧道复合式衬砌计算模型构建方法，其特征在于，在所述基于所述围岩压力、所述弹性链杆刚度和所述弹性抗力系数，构建所述隧道复合式衬砌计算模型所述方法之后，还包括：

根据所述隧道复合式衬砌计算模型计算得隧道复合式衬砌的内力，其中，所述隧道复合式衬砌的内力包括轴力和弯矩；

基于所述隧道复合式衬砌的内力计算隧道复合式衬砌的安全系数。

6.如权利要求5所述的隧道复合式衬砌计算模型构建方法，其特征在于，所述安全系数包括素混凝土复合式衬砌安全系数，根据所述隧道复合式衬砌计算模型计算得到隧道复合式衬砌的安全系数，包括：

根据所述隧道复合式衬砌计算模型，确定隧道复合式衬砌的轴力和弯矩，基于所述隧道复合式衬砌的轴力和弯矩，计算隧道复合式衬砌的安全系数；

当所述轴向力偏心距小于或等于0.20h时，所述素混凝土复合式衬砌安全系数为：

当所述轴向力偏心距大于0.20h时，所述素混凝土复合式衬砌安全系数为：

其中，K为安全系数；为稳定系数；N为荷载设计值产生的轴向力；b为截面宽度；h为截面高度；R_a为混凝土抗压极限强度；e₀为轴向力偏心距；R_l为混凝土抗拉极限强度；α为轴向力偏心影响系数。