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龙图腾网获悉中铁隧道集团二处有限公司;中南大学;高速铁路建造技术国家工程研究中心申请的专利一种盾构隧道纵向变形的综合评价方法及系统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：CN120217535B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-05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：202510695723.6，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权一种盾构隧道纵向变形的综合评价方法及系统是由刘维正;胡佳;董军;师嘉文;冉敬鹏;豆小天;李永蔷;王亚辉;刘攀;陈华丽;郑丽军;叶亮设计研发完成，并于2025-05-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种盾构隧道纵向变形的综合评价方法及系统在说明书摘要公布了：本发明涉及隧道工程设计技术领域，公开了一种盾构隧道纵向变形的综合评价方法及系统，包括：获取目标盾构隧道解析计算参数；基于目标盾构隧道解析计算参数、目标盾构土体解析计算参数构建第一盾构隧道受力计算模型计算目标盾构隧道轴线处的附加应力；构建目标盾构隧道轴线处的附加应力做功方程得到目标盾构隧道受力所做的总功；基于能量法构建第二盾构隧道纵向变形计算模型得到目标盾构隧道轴线处的纵向位移场；构建第三盾构衬砌性能非线性退化模型得到目标盾构隧道纵向变形的评价指标；基于评价指标对目标盾构隧道的纵向变形进行评价；本发明解决了现有的隧道纵向变形评价方法存在影响因素考虑单一、评价准确性较差的问题。

本发明授权一种盾构隧道纵向变形的综合评价方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种盾构隧道纵向变形的综合评价方法，其特征在于，包括： S1、获取目标盾构隧道解析计算参数、目标盾构土体解析计算参数、目标盾构隧道衬砌容许最大变形和初始变形、地表覆土荷载特征以及水位解析计算参数； S2、基于目标盾构隧道解析计算参数、目标盾构土体解析计算参数、地表覆土荷载特征以及水位解析计算参数构建第一盾构隧道受力计算模型，并基于第一盾构隧道受力计算模型计算目标盾构隧道轴线处的附加应力； S3、构建目标盾构隧道轴线处的附加应力做功方程，并基于目标盾构轴线处的附加应力求解附加应力做功方程，得到目标盾构隧道受力所做的总功； S4、基于能量法构建第二盾构隧道纵向变形计算模型，并基于目标盾构隧道受力所做的总功求解第二盾构隧道纵向变形计算模型得到目标盾构隧道轴线处的纵向位移场； S5、基于目标盾构隧道衬砌容许最大变形和初始变形构建第三盾构衬砌性能非线性退化模型，根据目标盾构隧道轴线处的纵向位移场求解第三盾构衬砌性能非线性退化模型得到目标盾构隧道纵向变形的评价指标； S6、基于评价指标对目标盾构隧道的纵向变形进行评价； 其中，所述S2包括： 根据目标盾构隧道的特性构建第一盾构隧道受力计算模型计算目标盾构隧道轴线处的附加应力，其中，附加应力包括：地层反力、盾构隧道衬砌外水压力、覆土荷载附加应力； 将目标盾构隧道解析计算参数、目标盾构土体解析计算参数、地表覆土荷载特征以及水位解析计算参数代入第一盾构隧道受力计算模型中求解目标盾构隧道轴线处的地层反力、盾构隧道衬砌外水压力、覆土荷载附加应力，其中，第一盾构隧道受力计算模型满足如下关系式： ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； 式中：σ qx为覆土荷载在隧道轴线某一点引起的竖向应力，q为覆土荷载重度，在加载条件下取负值，在卸载条件下取正值，R 1、R 2分别为荷载作用点到目标点的距离以及其关于地面的镜像点到目标点的距离，B为覆土荷载宽度，L为表土覆土荷载长度，h为覆土荷载高度的一半，Py,z为衬砌外任一位置水压力，P r0为衬砌内水压力，取0，h w为地表水头，c为隧道埋深，r为衬砌半径，Zx为地基反力，wx为地基变形，k为地基刚度系数，g为地基剪切系数，r g为注浆圈厚度，k r，k g为地层及注浆圈的渗透系数，Rx隧道轴线处某一点的总附加应力，γ w为水的容重，E S为地层等效弹性模量，EI为管片刚度，h 1为剪切层的厚度，取2.5D，h 2为水位变化后地下水位高度，D为隧道直径，F t、F c、F s分别为环间拉应力、环间压应力、环间剪切应力，γ 1为土体天然重度，γ 2为土体饱和重度，G为单位长度管片的重力，γ c为衬砌的容重，r 0为衬砌内径，k s为管片之间的剪切刚度，k t为管片之间的抗拉刚度，k c为管片之间的抗压刚度，θ m为相邻环之间的夹角，Δw m为相邻环之间的位移，θ j为单位面积上P与竖向的夹角，ξ为修正系数，κ b、κ s为螺栓及管片环Timoshenko的剪切系数，l b为螺栓的长度，E b、E s为混凝土与螺栓的弹性模量，μ b、μ s为混凝土与螺栓的泊松比，A b为单个螺栓的截面积，n b为螺栓的个数，A s为管片混凝土的截面积，k b为螺栓的平均线刚度，[A]为相应计算式中的中间参数，为偏导数符号，x为所求应力点的纵向坐标，y为所求应力点的横向坐标，z为所求应力点的垂直坐标，为水位变化引起的土体附加应力，为两个衬砌环之间受拉面积的比例系数，为衬砌外水压力垂直合力，为衬砌外水压力水平合力，P为衬砌外水压力，μ为土体泊松比，z 0为所求点应力的纵向坐标，h 0为竖向点荷载的纵坐标，Pv为衬砌外水压力垂直合力，yθ j为空间坐标形式下纵向坐标表示形式，zθ j为空间坐标形式下垂向坐标表示形式，σ 1为水位变化后土体的总应力，u 1为水位变化后土体的孔隙水压力，σ 0为初始水位下土体的总应力，u 0为水位变化后土体的孔隙水压力，r 1为隧道外径； 通过上述计算式得到的σ qx、Pv、Zx、Rx、F t、F c、F s、G均为目标盾构隧道轴线处的受力。

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