[发明专利]一种基于数字孪生的隧道衬砌结构健康监测方法及其系统

权利要求书

1.一种基于数字孪生的隧道衬砌结构健康监测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

根据隧道情况安装数据采集系统以及数据传输云平台；

收集类似地质条件的不同隧道的衬砌结构受力与变形数据，建立数字孪生数据库；

通过计算获得隧道衬砌结构受力与变形理论阈值，建立理论阈值数据库；

建立数据库分析平台，并将所述理论阈值输入到数据库分析平台；

通过数字孪生技术与理论计算分析，建立维修处治模块；

通过数据采集系统采集隧道衬砌结构受力与变形数据，并通过数据传输云平台将数据传输到数据库分析平台；

采集到的数据进入数据库分析平台，与数字孪生基础数据、理论阈值数据库进行对比分析，对其进行预警和评估，并通过维修处治模块，做出维修决策。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的隧道衬砌结构健康监测方法，其特征在于：所述数据采集系统包括有：围岩位移传感器、围岩压力传感器、地下水压传感器、衬砌结构应力传感器、二衬钢筋应力传感器、衬砌结构变形采集器。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的隧道衬砌结构健康监测方法，其特征在于：其中，通过数字孪生技术与理论计算分析，建立维修处治模块，主要包括：

通过在类似地质条件的不同隧道的相似变形和相似受力情况下，记录出相应的处理方案，记录处理结果良好的处理方案，形成所述维修处治模块。

4.一种基于数字孪生的隧道衬砌结构健康监测系统，其特征在于：所述系统包括有：

数据采集系统、数据库系统、数据处理系统、决策系统；

且所述数据采集系统包括有围岩位移传感器、围岩压力传感器、地下水压传感器、衬砌结构应力传感器、二衬钢筋应力传感器、衬砌结构变形采集器，分别用于采集隧道衬砌结构的围岩位移值、围岩压力值、地下水压值、衬砌结构应力值、二衬钢筋应力值、衬砌结构变形值；

所述数据库系统包括有数据传输云平台、数字孪生数据库、理论阈值数据库，所述数据传输云平台用于与数据采集系统的数据建立数据连接，所述数字孪生数据库用于储存类似地质条件的不同隧道的衬砌结构受力与变形数据，所述理论阈值数据库用于储存隧道衬砌结构受力与变形理论阈值；

所述数据处理系统包括有数据分析平台，用于将采集到的采集数据与数字孪生数据库、理论阈值数据库进行对比；

所述决策系统包括有预警模块和评估模块；用于通过数据分析平台的对比结果发出预警并进行评估。

5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的隧道衬砌结构健康监测系统，其特征在于：所述数据库系统还包括有扩展数据接口，以方便后期进行数据扩展。

6.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的隧道衬砌结构健康监测系统，其特征在于：所述数据处理系统还包括有维修处治模块，用于根据通过数据分析平台的对比结果做出维修决策。