[发明专利]隧道衬砌监测范围计算方法、装置、设备及可读存储介质

权利要求书

1.一种隧道衬砌监测范围计算方法，其特征在于，包括：

获取第一信息，所述第一信息包括断层破裂带材料特性参数、围岩材料特性参数和衬砌材料特性参数；

获取第二信息，所述第二信息包括勘察数据，所述勘察数据包括断层破裂带倾角角度和断层错动量；

根据第一信息建立三维有限元走滑断层隧道模型，求解所述三维有限元走滑断层隧道模型得到第三信息，所述第三信息包括隧道衬砌塑性区随着断层破裂带倾角变化的范围变化值和隧道衬砌塑性区随着断层错动量变化的范围变化值；

根据所述第三信息建立隧道衬砌塑性区范围计算函数，将所述第二信息作为所述隧道衬砌塑性区范围计算函数的输入信息，求解所述隧道衬砌塑性区范围计算函数得到第四信息，所述第四信息包括隧道衬砌塑性区的发展长度；其中，所述隧道衬砌塑性区范围计算函数，为：

z＝ax+blny+c

式中，z为隧道衬砌塑性区发展长度，隧道衬砌塑性区开始的发展位置为断层破裂带与隧道衬砌接触部位的中间位置，单位m；x为断层破裂带倾角，单位rad；y为断层错动量，单位m；a，b，c为函数相关参数。

2.根据权利要求1所述的隧道衬砌监测范围计算方法，其特征在于，所述根据第一信息建立三维有限元走滑断层隧道模型，求解所述三维有限元走滑断层隧道模型得到第三信息,包括：

调用ABAQUS/CAE并根据第一信息绘制围岩断层计算模型；

对所述围岩断层计算模型进行地应力平衡得到第一地应力预定义场；

调用ABAQUS/CAE，根据第一信息在所述围岩断层计算模型的基础上绘制衬砌计算模型得到三维计算模型；

根据第一地应力预定义场，对所述三维计算模型进行地应力平衡得到第二地应力预定义场；

根据第二地应力预定义场，对所述三维计算模型设置断层错动位移，并求解三维计算模型得到第三信息。

3.根据权利要求2所述的隧道衬砌监测范围计算方法，其特征在于，所述对所述围岩断层计算模型进行地应力平衡得到第一地应力预定义场，包括：

设置所述围岩断层计算模型的上下盘计算模型与所述围岩断层计算模型的断裂带计算模型的连接方式为绑定接触；

对所述围岩断层计算模型的各个面均设置法向位移约束，并施加重力模拟；

对所述围岩断层计算模型进行模型网格划分；

采用静力通用分析步对所述围岩断层计算模型进行计算，得到第一地应力预定义场。

4.根据权利要求2所述的隧道衬砌监测范围计算方法，其特征在于：所述根据第一地应力预定义场，对所述三维计算模型进行地应力平衡得到第二地应力预定义场，包括：

设置所述围岩断层计算模型的上下盘计算模型与所述围岩断层计算模型的断裂带计算模型的连接方式为绑定接触；

设置所述衬砌计算模型为自接触；

对所述围岩断层计算模型所有的面均设置法向位移约束，对所述衬砌计算模型的边界设置三向约束，对所述三维计算模型施加重力和所述第一地应力预定义场；

对所述三维计算模型进行模型网格划分；

采用静力通用分析步对所述三维计算模型进行计算第二地应力预定义场。