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龙图腾网恭喜南京工业大学;北京市市政工程研究院申请的专利一种U形壳加固盾构隧道结构的设计方法及结构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：CN119167505B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-06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：202411677770.X，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权一种U形壳加固盾构隧道结构的设计方法及结构是由方海;章万奇;牛晓凯;韩娟;李思凡;徐启智;谢治天设计研发完成，并于2024-11-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种U形壳加固盾构隧道结构的设计方法及结构在说明书摘要公布了：本发明涉及盾构隧道加固结构设计技术领域，特别是一种U形壳加固盾构隧道结构的设计方法及结构，本发明通过脉冲测距法获取土质层的应力参数并确定土质点云，结合优化迭代的方式计算出土质点云的位姿，可以在隧道模型中形成精确的点云分布图，根据计算出的土质点云数据和应力网格图，对于不同土质层和疏松程度的区域，可以设置不同的锚固方式和锚钉尺寸，基于应力网格图和加固策略，可以设计出符合实际需求的U形壳，定制化的设计可以提高U形壳的承载能力和稳定性，从而更好地满足隧道结构的加固需求。

本发明授权一种U形壳加固盾构隧道结构的设计方法及结构在权利要求书中公布了：1.一种U形壳加固盾构隧道结构的设计方法，其特征在于：包括：步骤S1：利用扫描设备对盾构隧道内部岩土层扫描，获得土质层数据；步骤S2：导入土质层数据并形成隧道模型，基于脉冲测距法获取土质层的应力参数并确定土质点云，结合获取的土质点云通过优化迭代的方式计算土质点云的位姿，并在隧道模型形成点云分布图，基于点云分布图构建出应力网格图；步骤S3：基于应力网格图确定应力的突变位置，根据突变位置和土质层数据确定加固策略，基于加固策略确定锚点位置和锚固类型；步骤S4：根据应力网格图和加固策略设计U形壳；步骤S1的具体步骤包括：步骤S1.1：测量隧道的拱顶高度及纵深，设置视场角度，并设置控制三维激光扫描仪进行扫描移动的速度；步骤S1.2：获取目标隧道的经纬度信息，并获取周边岩土层性质，根据岩土层性质设置激光发射频率和脉冲宽度；步骤S1.3：获取三维激光扫描仪得到的脉冲信号获得土质层数据，根据脉冲信号构建用于模拟隧道岩土层的模拟模型，所述模拟模型用于模拟土质层数据表示的不同岩土层以及岩土层的疏松程度；步骤S1.3包括：步骤S1.3.1：用于模拟隧道中岩土层和岩土层的疏松程度的计算公式表达为： 其中：表示模拟隧道岩土层的疏松程度，表示处理和分析从三维激光扫描仪获得的脉冲信号，是三维激光扫描仪扫描移动的速度，是现场扫描的角度，是激光发射频率，是脉冲宽度；L是隧道的长度，n是岩土层的数量，为自然常数，、、、为扫描数据的系数，x是隧道的位置坐标；步骤S1.3.2：设置归一化函数从模拟模型中提取图像显示值域： 其中：表示归一化后的输出值，M为原始输入值，和分别是模拟模型的最小值和最大值，通过归一化函数将模拟模型的值域映射到[0,1]范围内，值域[0,1]，其中0表示松散的岩土层，1表示紧密的岩土层；步骤S1.3.3：用于模拟隧道三维结构的模拟模型表达为： 通过模拟模型用于在三维软件中模拟形成隧道的三维结构，并且三维结构中显示不同的岩土层和岩土的疏松程度。

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