[发明专利]根据隧道衬砌变形确定滑坡推力的方法

权利要求书

1.根据隧道衬砌变形确定滑坡推力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获取隧道变形量

步骤二、计算隧道结构永久荷载

采用普氏平衡拱理论进行围岩压力计算，获取隧道变形后塌落拱高度、拱顶围岩压力和总侧向围岩压力；

步骤三、有限元分析

S1.模型构建：以隧道变形前尺寸资料为依据，利用ANSYS建模功能，建立隧道拱形结构模型；

S2.单元离散化：将隧道衬砌离散化为N个二元杆件，N为正整数；

S3.边界条件：固定拱脚位移作为隧道拱形结构模型的位移边界条件；

S4.施加围岩压力：将步骤二中获取的拱顶围岩压力和总侧向围岩压力转换成节点力分别施加于隧道拱形结构模型中N+1个二元杆件节点处，并用弹簧来代替围岩对衬砌的约束作用；

S5.将受拉弹簧单元“杀死”，即产生拉应力节点不再受围岩应力作用；并将围岩应力作用下产生的变形消隐，即将变形归零；

S6.施加滑坡推力：根据滑体与隧道的组合位置关系，分析预测滑坡推力作用方向及范围；再假定滑坡推力大小，将假定的滑坡推力分解并施加于衬砌与坡体接触侧各节点单元上，计算隧道变形量；

步骤四、确定滑坡推力

将计算得到的隧道变形量与步骤一中的隧道变形量值进行比较，再采用试算的方法重复迭代计算，当假定的滑坡推力的计算结果与步骤一中的隧道变形量值相吻合时，确定该假定的滑坡推力为滑坡推力。

2.如权利要求1所述的根据隧道衬砌变形确定滑坡推力的方法，其特征在于：步骤一中，采用三维激光扫描技术，获取变形后隧道的点云数据，结合变形前完整隧道尺寸资料，对比分析得到隧道变形量值。

3.如权利要求1或2所述的根据隧道衬砌变形确定滑坡推力的方法，其特征在于：步骤四中，通过迭代计算，得到滑坡推力-隧道变形量关系曲线，获取隧道衬砌不同荷载角下的滑坡推力。