多因素围岩压力计算方法、装置、电子设备和存储介质与流程

本发明是属于隧道工程，特别是一种多因素围岩压力计算方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术：

1、隧道或地下空间围岩压力计算理论的研究经历了由古典理论逐步发展至现代解析法和数值模拟等研究方法的认识和不断完善的过程。普氏理论是最早用于计算围岩压力的理论之一，由普罗托季亚科诺夫（protodyakonov）提出。该理论认为围岩压力主要由岩石自重引起，并提出了普氏系数的概念。太沙基（terzaghi）提出了考虑岩体变形特性的围岩压力计算方法，引入了岩体的弹性模量和泊松比等参数。朗肯土压力理论和库伦土压力理论主要用于土力学中的土压力计算，但在某些情况下也被应用于围岩压力的估算。随着对岩体力学性质认识的深入，弹塑性理论被引入到围岩压力的计算中，这种方法考虑了岩体在荷载作用下的非线性变形特性。随着计算机技术的发展，有限元法（fem）、边界元法（bem）、离散元法（dem）等数值模拟方法被广泛应用于围岩压力的计算，这些方法能够更准确地模拟岩体的应力分布和变形行为。

2、尽管现有的理论和方法在一定程度上能够预测围岩压力，但由于岩体的复杂性和不均匀性，理论计算结果与实际情况往往存在差异。而且岩体的物理力学参数（如弹性模量、泊松比、强度等）难以准确测定，这给围岩压力的计算带来了不确定性。在复杂的地质条件下（如断层带、高地应力区等），围岩压力的计算更加困难，需要更加精细的模型和方法。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明提供了一种多因素围岩压力计算方法、装置、电子设备和存储介质。

2、根据第一方面，提供了一种多因素围岩压力理论计算方法，该方法包括：

3、根据施工的隧道或地下空间的实际情况，获取埋深 h埋、深浅埋分界深度 hmax、粘聚力折减系数 kc、变形模量 e、弹性抗力系数 k、围岩级别、重度、长宽比 n、洞长 l、地层滑动面半宽 α1、初始侧压力系数 ξ、内摩擦角 φ、粘聚力 c；

4、根据所述围岩级别，以及预设的围岩级别取值与围岩级别的对应关系，确定围岩级别取值；

5、判断埋深 h埋与深浅埋分界深度 hmax之间的大小关系，获取埋深取值 h，

6、如果 h埋≤ hmax，令 h=h埋，如果 h> hmax，令 h=hmax；

7、根据所述埋深取值 h、所述粘聚力折减系数 kc、所述变形模量 e、所述弹性抗力系数 k、所述围岩级别取值、重度、长宽比 n、地层滑动面半宽 α1、初始侧压力系数 ξ、内摩擦角 φ、粘聚力 c，

8、按照公式（1）计算围岩压力。

9、根据第二方面，提供了一种多因素围岩压力的计算装置，该装置包括：

10、获取单元，被配置成根据施工的隧道或地下空间的实际情况获取埋深 h埋、深浅埋分界深度 hmax、粘聚力折减系数 kc、变形模量 e、弹性抗力系数 k、围岩级别、重度、长宽比 n、洞长 l、地层滑动面半宽 α1、初始侧压力系数 ξ、内摩擦角 φ、粘聚力 c；

11、判断单元，判断埋深 h埋与深浅埋分界深度 hmax之间的大小关系，如果 h埋≤ hmax，令 h= h埋，如果 h> hmax，令 h=hmax；

12、计算单元，被配置成按照以下公式计算围岩压力：

13、，

14、其中，为围岩级别取值，其为阿拉伯数字，与围岩级别存在对应关系，具体为：

15、围岩级别为i，围岩级别取值为6；

16、围岩级别为ii，围岩级别取值为5；

17、围岩级别为iii，围岩级别取值为4；

18、围岩级别为iv，围岩级别取值为3；

19、围岩级别为v，围岩级别取值为2；

20、围岩级别为vi，围岩级别取值为1。

21、根据第三方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如第一方面任一实现方式描述的方法。

22、根据第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，计算机指令用于使计算机执行如第一方面任一实现方式描述的方法。

23、本发明的实施例提供的多因素围岩压力理论计算方法和装置，对围岩压力计算通式、支护承载机理、各种型式不同孔跨的隧道或地下空间在不同环境、不同埋深、不同围岩级别等情况下进行了综合研究和验证，一方面，能够修正目前围岩压力计算理论参数不足的问题，建立客观的能够准确反映多因素影响指标的围岩压力通用计算理论通式；另一方面，能够产生与围岩压力计算和应用相关的成套关键技术，由预测计算反推对工程实践中的常用设计与施工工艺进行改进，从而解决具体项目中的实际应用问题。

24、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种多因素围岩压力的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述预设的围岩级别取值与围岩级别的对应关系，包括：

3.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述施工的隧道或地下空间的实际情况，包括：地下水情况、暴露时间及施工方法。

6.根据权利要求5所述的计算方法，其特征在于，根据施工的隧道或地下空间的实际情况，获取所述粘聚力折减系数kc，包括：

7.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，深浅埋分界深度hmax计算公式为：

8.一种多因素围岩压力的计算装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-7中任一项所述方法。

技术总结
本发明提供了一种多因素围岩压力计算方法、装置、电子设备和存储介质，属于隧道工程技术领域。具体实现方案为：根据施工的隧道或地下空间的实际情况，获取埋深、深浅埋分界深度、粘聚力等参数；判断埋深H<subgt;埋</subgt;与深浅埋分界深度H<subgt;max</subgt;之间的大小关系并确定埋深取值H；按照公式计算围岩压力。本发明的计算方法能够修正目前围岩压力计算理论参数不足的问题，计算结果更接近工程实测值。

技术研发人员：童景盛,张伟强,田昱,赵国锐,黎大玮
受保护的技术使用者：中国市政工程西北设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/26