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[发明专利]一种深层大型地下结构建造方法-CN202311174440.4在审
发明人：陈仁朋;吴怀娜;郭德赛;刘源;孟凡衍;程红战 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-09-13 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： E21D13/02 文献下载
摘要：本申请公开了一种深层大型地下结构建造方法，包括：通过超深竖井施作沿第一方向延伸的第一隧道；通过异形盾构机自所述第一隧道施作多条沿第二方向延伸且并列间隔设置的第二隧道，并在所述第二隧道内形成若干独立的初期支护；通过压力可控的地层加固和冻结技术稳定相邻的所述第二隧道之间的地层和地下水，进而分步拆除初期支护的相邻侧的管片，并扩挖施作连接结构，与此同时施作内部二次结构，初期支护及二次结构协同受力，共同构成深层大型地下结构。本申请填补了深层大型地下结构建筑技术领域的空白，能够减少施工过程中因为大面积开挖卸荷极易引发地层过大变形、渗透破坏，导致失稳坍塌等灾难性事故。
一种深层大型地下结构建造方法

[发明专利]一种盾构隧道结构变形恢复方法及系统-CN202311029334.7在审
发明人：吴怀娜;陈涛;陈仁朋;孟凡衍;冯东林;杨思齐;程红战 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-08-16 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： E21F17/00 文献下载
摘要：本申请公开了一种盾构隧道结构变形恢复方法及系统，方法包括：在管片内表面预埋用于固定钢绞线的螺杆；在道床预埋钢筋和钢绞线夹紧装置；将钢绞线沿环向缠绕在管片内表面上的螺杆上；使用三维激光扫描隧道变形；根据三维激光扫描隧道变形结果，安装隧道变形实时监测装置；用张拉装置张拉隧道变形较大区域的管片上的钢绞线的两端，完成盾构隧道结构变形恢复。本申请提供的方法克服了现有采用钢绞线恢复隧道仅考虑对称变形的缺点，本申请采用环向布置钢绞线，左右两侧分别用张拉装置张拉，属于永久性恢复隧道变形的方式，并且可以在不影响隧道正常运营的情况下有效的恢复隧道变形。
一种盾构隧道结构变形恢复方法系统

[发明专利]用于囊袋注浆引起的软黏土地层盾构隧道抬升量预测方法-CN202310806109.3有效
发明人：陈仁朋;陈曈;孟凡衍;贾琪;程红战;吴怀娜;王瀚霖 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-07-04 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本申请提供一种用于囊袋注浆引起的软黏土地层盾构隧道抬升量预测方法，将隧道囊袋注浆抬升过程对土层的影响简化为囊袋扩张对土层的影响，采用源汇法计算囊袋扩张引起的土体位移，再采用两阶段法由土体位移计算得到隧道初始抬升量；考虑囊袋注浆过程中扰动隧道下卧地层土体产生的超静孔隙水压力，基于考虑土结构性损伤的软黏土柱孔扩张弹塑性解，计算囊袋扩张后隧道下卧地层土体固结沉降引起的隧道沉降量；将隧道初始抬升量与隧道沉降量叠加，得到隧道最终抬升量。本申请的预测方法对隧道注浆抬升量的预测具备更高的准确性，对现场的施工具有实际的指导意义。
用于囊袋注浆引起黏土地层盾构隧道抬升预测方法

[发明专利]一种高耐久性叠合式盾构隧道管片结构及其设计方法-CN202310367209.0在审
发明人：张称呈;吴怀娜;陈仁朋;高斌勇;杨思齐;刘源;孟凡衍;程红战 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-04-07 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： E21D11/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种高耐久性叠合式盾构隧道管片结构及其设计方法，结构包括：外侧混凝土层、中间混凝土层、内侧混凝土层、第一螺栓孔、第二螺栓孔、钢筋笼、注浆孔；外侧混凝土层、中间混凝土层、内侧混凝土层依次叠合浇筑，且外侧混凝土层浇筑于中间混凝土层外侧；第一螺栓孔设置于中间混凝土层内，且其布置方向与隧道的纵向方向一致；第一螺栓孔用于连接沿隧道的纵向方向相邻的管片；第二螺栓孔一端贯穿内侧混凝土层，另一端贯穿管片结构的侧面；第二螺栓孔用于连接沿管片结构的环向相邻的管片；钢筋笼设置于管片结构内；注浆孔沿管片高度方向设置，贯穿整个管片结构。该管片结构具有结构性能安全可靠、施工方便、造价合理的优点。
一种耐久性叠合盾构隧道管片结构及其设计方法

[实用新型]一种隧道管片裂缝监测仪-CN202320186279.1有效
发明人：黄超群;孙和美;彭静;李忠超;冯恒;刘律;黄栋;孟凡衍;吴怀娜;屈秦萼;刘奇;丁康 -专利权人：武汉市市政建设集团有限公司
申请日： 2023-02-07 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： G01N21/88 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种隧道管片裂缝监测仪，包括数据采集设备和智能终端；数据采集设备包括滑轮、横杆、横撑、传动齿轮、传动轴、能源仓、主支架、平台板、球铰固定器、垂直转向轴、水平转向轴以及高速摄像机；横撑、横杆与滑轮一起构成可移动的底座，由能源仓依次通过传动轴、传动齿轮以及横撑驱动滑轮，进而带动隧道管片裂缝监测仪在隧道轨道上前后行进；主支架固定于横杆上，平台板固定于主支架上；再经由球铰固定器、垂直转向轴与水平转向轴固定的高速摄像机，可全方位转向拍摄隧道管片图像，监测隧道管片裂缝；最后由智能终端识别隧道管片裂缝，分析裂缝发展因素以指导施工。
一种隧道管片裂缝监测

[发明专利]囊袋扩张电渗法隧道沉降高效调控系统及方法-CN202310482912.6在审
发明人： 孟凡衍;赵荣;陈仁朋;陈曈;杨微;刘源;吴怀娜;程红战;王瀚霖 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： E21D11/10 文献下载
摘要：本发明提供了囊袋扩张电渗法隧道沉降高效调控系统及方法，包括注浆系统、监测系统、控制系统以及数据显示及处理系统，注浆系统包括浆液装置、多个注浆管、以及对应于注浆管设置的多个可扩张囊袋结构，囊袋结构包括囊袋和覆盖在其外周且与其协同变形的若干电极和吸水材料，注浆管与浆液装置连通，且贯入土地层并嵌入囊袋中在控制系统的作用下向囊袋中注入浆液；控制系统包括电源控制系统和注浆控制系统；通过囊袋扩张避免浆液无序扩散，并通过电渗实时消散扩张引起的超孔压并加固土体，两者联合作用有效提高隧道抬升效率、降低隧道结构损伤。
扩张电渗法隧道沉降高效调控系统方法

[发明专利]一种用于盾构隧道衬砌管片更新的管片结构及其施工方法-CN202211570439.9有效
发明人：陈仁朋;杨思齐;吴怀娜;刘源;曾毅;冯东林;孟凡衍;程红战;凡猛;张称呈;高斌勇 -专利权人：湖南大学
申请日： 2022-12-08 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： E21D11/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于盾构隧道衬砌管片更新的管片结构及其施工方法，管片结构包括：钢壳、型钢骨架、辅助组件、螺栓孔、密封垫；钢壳包括中部子钢壳、第一侧子钢壳以及第二侧子钢壳；中部子钢壳、第一侧子钢壳以及第二侧子钢壳拼装形成内部有空腔的整体；钢壳整体为弧形；多个型钢骨架分别布置于中部子钢壳、第一侧子钢壳以及第二侧子钢壳内；型钢骨架的轴向方向与钢壳弧形方向一致；辅助组件布置于型钢骨架上，辅助组件用于辅助施加预应力；螺栓孔一端贯穿钢壳底面，另一端贯穿钢壳侧面；密封垫布置于钢壳侧面上。该管片结构能与相邻管片密封垫进行有效结合，保证了接缝处的防水性能。
一种用于盾构隧道衬砌管片更新结构及其施工方法

[发明专利]欠固结地层沉降引起的盾构隧道附加内力及变形确定方法-CN202310246851.3有效
发明人：唐耀明;吴怀娜;杨鑫歆;凡猛;陈仁朋;程红战;孟凡衍;许啸鹏;冯东林 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-03-15 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明属于地下工程技术领域，具体涉及一种欠固结地层沉降引起的盾构隧道附加内力及变形确定方法，包括如下步骤：S1：确定隧道及其构件的设计参数、以及地质条件信息；S2：获取欠固结地层随时域变化的沉降值，确定隧道沉降函数，并计算隧道位置地层位移值；S3：依据隧道地层位移值，确定沉降突变段隧道结构附加荷载及其所在地层的抗力荷载；S4：基于隧道沉降函数、沉降突变段隧道结构附加荷载及其所在地层的抗力荷载、以及沿隧道竖直方向向外偏移的角度，确定欠固结地层长期沉降引起的隧道沉降突变段的附加内力以及盾构隧道结构的收敛变形；所述盾构隧道结构的收敛变形包括：竖向收敛变形和水平收敛变形。
固结地层沉降引起盾构隧道附加内力变形确定方法

[发明专利]一种单点多桩双重高压喷射注浆系统及方法-CN202310339754.9在审
发明人：康馨;张淼;陈仁朋;刘源;孟凡衍 -专利权人：湖南大学
申请日： 2023-04-03 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： E21D11/10 文献下载
摘要：本申请公开了一种单点多桩双重高压喷射注浆系统及方法，该系统包括钻头、钻杆、注浆管、水平定向钻机以及注浆泵，钻头安装于钻杆的前端；注浆管一端与钻杆的尾端连接，另一端固设于水平定向钻机；注浆泵与注浆管连接；钻杆内设有高压水泥浆液通道和高压水‑空气通道；钻头包括与钻杆固定连接的主体杆部和与主体杆部连接的导向板，导向板包括设置于其周缘的多个用于破岩的滚刀片和突刺，主体杆部临近导向板的位置设有驱动滚刀片和突刺振动的振动马达。本申请的有益效果：重新制定新型钻头，使其既可实现按预定设计轨迹非开挖钻进，同时能够完成高压喷射注浆工作；在注浆工作中实现轻扰动低污染且实时监测功能，最后形成高质量的注浆加固体。
一种单点双重高压喷射系统方法

[实用新型]土压力现场实时高精度检测系统-CN202222823020.1有效
发明人：李忠超;陈曈;冯恒;蔡兵华;黄超群;黄栋;彭静;孟凡衍;唐合棋 -专利权人：武汉市市政建设集团有限公司
申请日： 2022-10-25 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： E02D1/02 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种土压力现场实时高精度检测系统，包括插入现场的检测孔内且多节轴向拼接的钢套管，钢套管上沿轴向分布有安装槽，安装槽内放置有土压力盒，土压力盒紧贴检测孔边缘且通过数据线电连接至外部的数据采集系统，安装槽内其余空间由填充土填充，填充土采用钻孔时取出的所在深度的原状土，检测孔与钢套管之间的空隙通过加固材料填充稳固。该系统无需人工在现场即可实时采集不同深度处的土压力，检测精度高。
压力现场实时高精度检测系统

[发明专利]一种基于土拱效应研究的新型活动门模型试验装置及方法-CN202211270965.3有效
发明人：陈仁朋;王瀚霖;刘骐炜;付相深;翟梓健;吴怀娜;孟凡衍 -专利权人：湖南大学
申请日： 2022-10-18 - 公布日： 2023-03-17 - 主分类号： G01N33/24 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于土拱效应研究的新型活动门模型试验装置及方法，针对装置来说，其包括：模型箱、加载板、位移板、合金钢块，其被划分为与模型箱固定的固定块，以及与位移板固定的活动块；还包括伺服控制器、位移控制系统、基座、挡板、弯曲元固定系统、弯曲元端头固定槽、玻璃视窗、土压力传感器、位移传感器、高速相机、数字模拟信号同步采集器。针对试验方法来说，步骤为：S1：确定试验工况；S2：设置挡板间距；S3：设定填土密度；S4：高速相机开始拍照，传感器数据采集；S5：测量不同高度处土体的剪切波速，进而得到剪切模量沿高度的分布情况。本发明能够推进对土拱效应的研究，能考虑更多工况，适用范围更广。
一种基于效应研究新型活动模型试验装置方法

[发明专利]一种基于数字图像相关的示踪黏土研制方法-CN202211264221.0有效
发明人：陈仁朋;付相深;刘骐炜;王瀚霖;翟梓健;马雄鹰;康馨;孟凡衍 -专利权人：湖南大学
申请日： 2022-10-17 - 公布日： 2023-01-24 - 主分类号： G01N21/84 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于数字图像相关的示踪黏土研制方法，包括以下步骤：步骤一，测量高岭土和砂土的粒径分布；步骤二，计算黏土的粒径分布；步骤三，制备染色砂；步骤四，将染色砂添加至高岭土中并通过图像处理软件评估不同掺砂量下的散斑效果；步骤五，根据评估结果得出最合适的染色砂掺量的示踪黏土。本发明的有益效果：研制方法简单，取材便捷，黏土示踪效果好，很大程度上弥补了DIC技术在黏土试验研究中的运用；砂土染色技术可以在不影响原砂特性的情况下使砂颗粒作为散斑图案，具有较高的对比度，且在黏土变形过程不易掉色，散斑效果较好；提出了黏土中最合适的染色砂掺量，保证黏土在DIC试验中变形测量的准确性。
一种基于数字图像相关黏土研制方法

[发明专利]一种闭腔薄壁超高性能混凝土盾构隧道管片-CN202211232497.0有效
发明人：陈仁朋;高斌勇;吴怀娜;刘源;孟凡衍;程红战;许啸鹏;王瀚霖 -专利权人：湖南大学
申请日： 2022-10-10 - 公布日： 2023-01-20 - 主分类号： E21D11/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种闭腔薄壁超高性能混凝土盾构隧道管片，包括：超高性能混凝土层、椭圆腔、第一螺栓孔、第二螺栓孔、注浆孔、接缝凹槽以及钢筋笼；超高性能混凝土层包括弧形上表面、弧形下表面、翼缘以及扇环侧面；超高性能混凝土层用于包裹钢筋笼；椭圆腔布设于钢筋笼内；第一螺栓孔开设于翼缘上；第二螺栓孔开设于扇环侧面上；注浆孔开设于超高性能混凝土层上；接缝凹槽布置于翼缘上，接缝凹槽用于连接相邻的隧道管片；钢筋笼嵌设于超高性能混凝土层内。从结构受力方面，设置的椭圆腔结构能够防止内部应力集中，受力性能更好，且减少了钢筋用量，大大减少了管片的重量，进而减少了管片的整体造价。
一种薄壁超高性能混凝土盾构隧道管片

[发明专利]一种极限支护力计算方法及装置、电子设备、存储介质-CN202211188067.3在审
发明人：张永康;孟凡衍;罗桂军;肖超;刘湛;钟文京;王云龙;吴楷;吴怀娜 -专利权人：中建五局土木工程有限公司;湖南大学
申请日： 2022-09-28 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种极限支护力计算方法及装置、电子设备、存储介质，该计算方法先基于土拱效应建立楔形体‑棱柱体模型并确定棱柱体的高度和宽度，然后根据实际施工情况确定地基液化指数，并基于地基液化指数确定土体参数折减系数，再通过土体参数折减系数对棱柱体的侧压力系数进行折减，最后基于棱柱体的侧压力系数和楔形体‑棱柱体模型平衡方程对极限支护力进行求解。考虑了松散液化地层在实际盾构隧道施工时出现的地基液化现象，基于地基液化指数确定土体参数折减系数后对土体抗剪强度指标进行了折减，同时兼顾了土拱效应和地基液化的影响，大大提升了松散液化地层盾构隧道开挖面极限支护力的计算准确度，保证了施工安全。
一种极限支护计算方法装置电子设备存储介质

[发明专利]土体应变刚度和应力状态实时测试装置及其施工测试方法-CN202110930776.3有效
发明人：李忠超;孟凡衍;蔡兵华;孙帆;刘慕淳;冯恒;吴怀娜;陈亮;屈秦萼;刘律;黄栋;彭高水 -专利权人：武汉市市政建设集团有限公司
申请日： 2021-08-13 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G01D21/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种土体应变刚度和应力状态实时测试装置，包括信号发生单元、信号激发单元、信号接收单元、信号处理及收集单元，以及自动采集系统，信号激发单元和信号接收单元均分别安装在施工范围测点的两个钻孔内；信号激发单元沿高度方向间隔布置有若干激发元和压力测试组件A，信号接收单元沿高度方向间隔布置有若干接收元和压力测试组件B，每一个激发元对应一个接收元，二者水平正对。本发明还公开了上述测试装置的施工及测试方法。本发明的有益效果为：本发明可以测得施工过程中和施工完成后现场地层孔隙水压力、土压力、水平向小应变剪切模量演化规律，探究地层应力传播和土体刚度衰减规律，确定不同评价指标下地层扰动程度和扰动范围。
应变刚度应力状态实时测试装置及其施工方法

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