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中铁四局集团有限公司;中铁四局集团有限公司城市轨道交通工程分公司李然获国家专利权

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龙图腾网获悉中铁四局集团有限公司;中铁四局集团有限公司城市轨道交通工程分公司申请的专利考虑不满舱程度的盾构极限支护压力计算方法及设备获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118468585B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410648292.3,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权考虑不满舱程度的盾构极限支护压力计算方法及设备是由李然;李云仙;袁大军;杨引尊;王圣涛;金大龙;张智豪;王翔;李安;邓能伟;陆广东;邹泽泽;秦涛;江胜华;杨杰;申志军;邓稀肥;吴应军;楚涛;陈勇;崔茂茂;张誉设计研发完成,并于2024-05-23向国家知识产权局提交的专利申请。

考虑不满舱程度的盾构极限支护压力计算方法及设备在说明书摘要公布了:本发明的一种考虑不满舱程度的盾构极限支护压力计算方法及设备,包括以下步骤,步骤S1、获取并确定当前盾构开挖直径、覆土厚度和地层的初始参数;步骤S2、将参数分别带入极限支护压力计算公式,计算土体重度影响因子Nγ,土体黏聚力影响因子Nc及支护介质影响因子Nk;步骤S3、通过“Gradient‑Ehhanced”优化算法,设置自定义集及其自定义精度TolX和Tolfum,求解极限支护压力。本发明可通过盾构隧道工程中盾构尺寸参数、覆土厚度、地层参数、不满舱程度系数和支护介质梯度系数,计算得到盾构极限支护压力。该极限支护压力可以用来分析不满舱程度及土体性质对极限支护压力的影响,为盾构隧道施工安全提供决策基础。

本发明授权考虑不满舱程度的盾构极限支护压力计算方法及设备在权利要求书中公布了:1.一种考虑不满舱程度的盾构极限支护压力计算方法,其特征在于,包括以下步骤,步骤S1、获取并确定当前盾构开挖直径、覆土厚度和地层的初始参数;步骤S2、将参数分别带入极限支护压力计算公式,计算土体重度影响因子,土体黏聚力影响因子及支护介质影响因子;步骤S3、通过“Gradient-Ehhanced”优化算法,设置自定义集及其自定义精度TolX和Tolfum,求解极限支护压力;步骤S2具体包括:基于极限分析理论上限法,内能耗散速率WD小于等于外力做功速率WE是开挖面处于临界稳定状态的必要条件;内能耗散速率WD仅包含土体滑移抗力做功功率WC;外力做功功率WE包括有效重度做功功率Wγ、支护力做功功率WσT;支护介质做功功率WσT包括土体做功功率WσS和气压做功功率WσA;则支护介质做功功率见式(1-1): (1-1)其中,为作用在支承面上的梯度支撑力;是作用在支承面上的均匀支承力;n为不满舱程度系数,0≤n≤1;k为支护介质梯度系数,来表示支撑介质比重;和为支撑面上的极坐标;表示单元在离散面处的面积;是失稳机制的角速度;气压做功功率见式(1-2): (1-2)其中,为作用在自由面上的压缩空气压力;对于不满舱掘进模式下的压缩空气压力,均匀分布且等于;有效重度做功功率Wγ见式(1-3): (1-3)其中,、和、为失稳机制中离散微四面体单元表面重心的极坐标;和为微四面体单位体积;γ为地层土体重度;土体滑移抗力做功功率WC见式(1-4): (1-4)其中,c为土体黏聚力;φ为内摩擦角;和三角形面和的面积;基于内能损失与外力的做功速率相等,极限支护压力可推导为式(1-5): 1-5其中,为极限支护压力,为土体重度影响因子,为土体黏聚力影响因子,为支护介质影响因子; (1-6) (1-7) (1-8)。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人中铁四局集团有限公司;中铁四局集团有限公司城市轨道交通工程分公司,其通讯地址为:230023 安徽省合肥市包河区望江东路96号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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