申请/专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所;中国地质大学(武汉)

申请日：2024-01-23

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117852445A

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F30/25;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.26#实质审查的生效;2024.04.09#公开

摘要：本发明属于隧道工程技术领域，提供了一种水‑力耦合条件下海底隧道应变软化围岩应力应变与位移场计算方法，充分考虑了围岩应变软化与渗流效应的相互作用，且认为反映渗流效应的水力学参数如比奥系数、渗透系数等是随着开挖后围压和塑性应变的变化而变化。水‑力耦合条件下海底隧道应变软化围岩应力应变与位移场计算方法，为海底隧道围岩的稳定性评价提供了良好的借鉴意义和理论依据。

主权项：1.水-力耦合条件下海底隧道应力应变与位移场计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，通过渗流体积力表示海底隧道围岩岩体的渗透性大小，以渗流体积力和第i环岩体的力学平衡微分方程作为渗流作用控制方程；步骤2，采用线性摩尔-库仑屈服准则作为塑性状态的控制方程；步骤3，采用塑性剪切应变作为软化参数，以塑性剪切应变，第i环岩体的径向应变、切向应变和径向位移之间的关系，弹性应变和塑性应变的关系，径向塑性应变和切向塑性应变之间的关系作为岩体应变软化现象的控制方程；步骤4，通过广义的胡克定律提供第i环岩体的弹性应变和与比奥有效应力σ′r,i和σ′θ,i之间的关系，得到第i环岩体的渗流微分方程；其中，和分别为隧道围岩的径向弹性应变和切向弹性应变，σ′r,i和σ′θ,i分别为径向有效应力和切向有效应力；步骤5，通过设置边界条件保证海底隧道围岩的径向有效应力、孔隙水压力和位移在相邻环边界处是连续的；步骤6，根据步骤4中的渗流微分方程和步骤5中的边界条件获得每环岩体的孔隙水压力；步骤7，每环岩体的涌水量都是恒定值，即：Q1＝…＝Qn＝Q其中Q为计算时用到的岩体涌水量；通过计算得到岩体的涌水量，同时更新孔隙水压力的表达式；步骤8，岩体裂隙的破坏程度用塑性应变来表示，对整理出的渗透系数试验数据进行非线性曲面拟合，得到渗透系数，比奥系数，泊松比和弹性模量受围压和塑性剪切应变影响的非线性曲面拟合公式；步骤9，根据步骤5中的边界条件，得到渗流不变弹性区域内的应力和位移；步骤10，求解弹性区应力应变和位移场；步骤11，求解塑性区应力应变和位移场。

全文数据：

权利要求：

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