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申请/专利权人：中交第三航务工程局有限公司

摘要：本发明公开了一种基于实时压力反馈的套管静压钻进的动态施工控制方法，在施工前，通过建立有限元模型模拟套管的施工过程，并通过有限元模型计算满足周边既有结构物变形限制条件下可采用的最大机械静压力；在施工阶段，通过读取静压钻进施工设备的压力监控值，判断是否需要调整当前工序；当施工过程中静压钻进施工设备的压力监控值超过最大机械静压力时，停止套管钻入并清除套管内的土体，然后继续施工，重复上述操作，直至所有套管施工完毕。本发明考虑了地质、套管至周边既有结构物的距离、变形控制阈值等因素的影响，可有效降低套管在施工过程中对周边环境的影响，还能为施工过程中的措施调整、成本控制、科研分析等提供帮助。

主权项：1.一种套管静压钻进施工的有限元模拟方法，其特征在于，所述有限元模拟方法包括以下步骤：S1,建立施工现场的土层结构的实体模型；S2,建立周边既有结构物的实体模型；S3,按构成单根套管的多节套管的长度，建立各节套管的板结构模型；S4,根据施工现场的土层结构的实体模型、周边既有结构物的实体模型和各节套管的板结构模型进行布尔运算，得到耦合的实体模型；S5,先根据勘察报告中的土工室内试验结果，初步输入土层的物理力学参数，再根据周边既有结构物所用材料输入周边既有结构物的物理力学参数；S6,设置地下水位、边界约束以及结构—土体接触面；S7,划分结构网格，土层和周边既有结构物采用实体单元，套管采用板单元，生成工程所有套管静压钻进施工的有限元模型；S8,对所有套管静压钻进施工的有限元模型添加重力荷载；S9,输入设定初始最大机械静压力：即在静压钻进施工中对每节套管底部土体输入所施加的设定初始机械静压力面荷载；S10,模拟每节套管的静压钻进施工过程：激活第一节套管单元，同时激活对第一节套管底部土体施加的设定初始最大机械静压力面荷载；激活第二节套管单元，同时先取消对第一节套管底部土体所施加的设定初始最大机械静压力面荷载，再激活对第二节套管底部土体所施加的设定初始最大机械静压力面荷载；重复上述操作，直至所有的单节套管静压钻进模拟完毕，每次激活一节套管单元后，先取消对上一节套管底部土体所施加的设定初始最大机械静压力面荷载，并激活对本节套管底部土体所施加的设定初始最大机械静压力面荷载；整根套管静压钻进施工模拟完毕后，按顺序模拟下一根套管静压钻进，直至所有套管静压钻进模拟完毕；S11,输出周边既有结构物的水平位移计算值，并与周边既有结构物的位移监测阈值进行对比：当周边既有结构物的水平位移计算值大于位移监测阈值时，降低有限元模型中的机械静压力面荷载，并重新运行模型；当周边既有结构物的水平位移计算值小于位移监测阈值时，继续提高有限元模型中的机械静压力面荷载，再重新计算周边既有结构物的水平位移计算值，直至周边既有结构物的水平位移计算值接近但不大于位移监测阈值，并将此时的机械静压力面荷载按套管的底面积换算为机械静压力值，作为初始最大机械静压力。

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