[发明专利]既有建筑对邻近隧道稳定性影响临界线确定方法

摘要

本发明公开了既有建筑对邻近隧道稳定性影响临界线确定方法，涉及土木工程技术领域，包括以下步骤：(1)、建立隧道‑建筑参数化模型，(2)、确定建筑物对邻近隧道稳定性产生影响的临界坐标位置，(3)、绘制既有建筑物对邻近隧道稳定性影响的临界线，(4)、采用二次函数对模拟计算得到的临界线进行拟合。本发明能够通过建立模型和对数据的分析处理确定既有建筑对邻近隧道稳定性产生影响的临界线，并采用二次函数进行拟合，实现在实际工程中，将拟建隧道中心坐标值代入既有建筑物影响临界函数中，即可判断建筑物对隧道稳定性产生的影响，便于指导现场施工。 1

主权项

1.既有建筑对邻近隧道稳定性影响临界线确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、建立隧道‑建筑参数化模型

利用ABAQUS软件的动态模拟分析方法，自行编程建立能够改变隧道‑建筑相对位置的参数化模型，隧道与建筑物间的相对位置参数(θ，l)为可变参数，在有限元模型建立过程中控制隧道的相对位置，模型分为上下两部分：上部建筑物和下部土体，上部所述建筑物和下部所述土体之间采用共用节点模拟其接触关系，所述建筑物位于所述土体的中间位置，所述隧道喷锚支护断面的拱顶为A点，根据工程实际情况，确定所述建筑物、所述土体和隧道支护体系的计算参数和模型；

(2)、确定建筑物对邻近隧道稳定性产生影响的临界坐标位置

因为在一般情况下，隧道结构绝对最大位移不宜超过20mm，所以编制基于MATLAB——ABAQUS的隧道变形有限元模拟定位程序，以隧道拱顶最大沉降量20mm作为建筑物对隧道稳定性产生影响的判断标准，利用Matlab调用ABAQUS进行隧道变形有限元计算，结合Nelder‑Mead优化算法，确定建筑物对邻近隧道稳定性产生影响的临界坐标位置，具体步骤如下：

1)、在MATLAB中输入相对位置参数(θ，l)初始值和计算范围，

2)、调用ABAQUS，进行有限元计算，

3)输出计算结果文件(.ODB)，

4)调用ABAQUS读取计算结果，输出拱顶A点沉降量，

5)在MATLAB中建立并计算目标函数值F＝|拱顶A点沉降量‑20mm|，

6)优化处理，

7)判断是否F→min，若否，则修正优化参数(θ，l)，再返回步骤2)，

8)判断是否F→min，若是，则输出优化结果，求出临界坐标位置(X，Y)；

(3)、绘制既有建筑物对邻近隧道稳定性影响的临界线

根据隧道中心临界坐标位置(X，Y)，绘制既有建筑物对邻近隧道稳定性影响的临界线，当隧道中心位于临界线范围以内时，隧道开挖过程中需要采取针对性的施工和支护方案，减少对周围土体的扰动，同时应加强变形监测；当隧道中心位于临界线范围以外时，可认为既有建筑物对隧道稳定性的影响较小；

(4)、采用二次函数对模拟计算得到的临界线进行拟合

进一步定量分析既有建筑物对邻近隧道稳定性的影响范围，采用二次函数对模拟计算得到的临界线进行拟合，并得到对应的拟合函数，在实际工程中，将拟建隧道中心坐标值代入既有建筑物影响临界函数中，即可判断建筑物对隧道稳定性产生的影响，便于指导现场施工。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隧道支护体系包括衬砌和注浆锚杆，所述隧道外围设置衬砌，所述衬砌外围设置注浆锚杆。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MATLAB为一款商业数学软件，所述ABAQUS为一款工程模拟的有限元软件。