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公开(公告)号：CN114818082A
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202210548478.2
申请日：2022-05-20
Applicant: 湖南科技大学
IPC: G06F30/13 , G06F30/20 , E21D9/00 , G06F119/02 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种评估深埋隧道超挖对拱部塌方影响的方法。它主要包括如下步骤：根据深埋隧道超挖情况，确定超挖形状以及超挖面积；计算深埋隧道塌方体重力做功；计算深埋隧道塌方体内能耗散；根据最小能耗原理以及边界条件，求解塌方范围以及塌方量大小；改变不同的超挖高度、超挖角度、超挖面积，评估其对潜在塌方范围以及塌方大小的影响。本发明为评估深埋隧道超挖对拱部塌方影响提供了计算方法，且能考虑超挖角度、超挖高度以及超挖面积的影响，从而为超挖影响下的塌方治理提供参考。本发明可以应用于深埋地下工程中关于拱部超挖对塌方的影响分析，为评估超挖影响以及塌方的加固与防治提供理论方法指导。
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公开(公告)号：CN113536587B
公开(公告)日：2022-04-15
申请号：CN202110863584.5
申请日：2021-07-29
Applicant: 湖南科技大学
IPC: G06F30/20 , G06F111/04 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种岩质地层浅埋不等跨隧道围岩压力确定方法，它主要包括如下步骤：建立岩质地层浅埋不等跨隧道破坏模式；岩质地层的等效黏聚力与内摩擦角由霍克布朗准则准得到；计算各个破坏体之间的速度关系与边长关系；计算岩质围岩重力做功功率；计算岩质围岩内能耗散功率；计算支护反力做功功率；根据能量守恒原理，并结合约束条件，求解支护反力，即可得到围岩压力。本发明方法可以应用于存在不等跨小间距的地下工程的围岩压力计算与衬砌的安全评估，如采矿中相邻巷道、水工中相邻的隧洞、地铁相邻的区间隧道等，从而采用非对称设计与支护施工方案，能节约材料，降低成本，并有利于隧道施工安全。
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公开(公告)号：CN107330272B
公开(公告)日：2020-06-26
申请号：CN201710520089.8
申请日：2017-06-30
Applicant: 湖南科技大学
IPC: G06F30/20 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种隧道拱顶三维突水破坏临界水压与临界厚度的确定方法。本发明基于隧道拱顶临界突水破坏时，水压力做功功率与隔水层重力做功功率之和等于三维破裂面处的内能耗散功率，分别计算水压力外力功率、隔水层重力外力功率和内能耗散功率，构造含有水压外力功率、隔水层重力外力功率和内能耗散功率的泛函；根据变分法求极值的条件，并结合位移、应力边界条件以及能量守恒定律，确定在已知隔水层厚度时，拱顶突水破坏时的临界水压；或确定在已知含水层水压力时，隔水层的临界厚度；同时根据求得的破裂面函数，可以绘制突水时的三维破裂面形状图。本发明可以判断隧道拱顶是否突水、隔水层厚度是否满足要求，并为泄水降压提供依据。
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公开(公告)号：CN110472314A
公开(公告)日：2019-11-19
申请号：CN201910692972.4
申请日：2019-07-30
Applicant: 湖南科技大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种评估隧道存在软弱夹层下掌子面稳定性的方法。本发明主要包括，(1)根据隧道埋深、围岩条件、隧道开挖跨度、地表超载，确定隧道掌子面破坏体顶部的竖向压力；(2)计算掌子面沿着软弱夹层破坏的安全系数；(3)计算掌子面沿着围岩内部破坏的安全系数；(4)确定掌子面稳定安全系数。本发明可以评估不同软弱夹层的位置、不同软弱夹层的倾角以及不同软弱夹层力学参数下的掌子面稳定安全系数；亦可以分析隧道埋深、开挖跨度、地表超载等对掌子面的稳定影响，解决了该地层稳定性评估难的问题，有利于提前采取应对措施。
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公开(公告)号：CN110318771A
公开(公告)日：2019-10-11
申请号：CN201910693688.9
申请日：2019-07-30
Applicant: 湖南科技大学
Abstract: 本发明公开了一种小净距隧道中夹岩加固装置及对拉锚杆预加轴力确定方法，小净距隧道中夹岩加固装置，其特征是：包括多个对拉锚杆和两钢板；所述的两钢板分别设置在中夹岩的两侧面上，两钢板紧贴中夹岩的两侧面设置；对拉锚杆穿过中夹岩及两钢板，对拉锚杆两端通过锚具将两钢板固定在中夹岩的两侧面上，对拉锚杆上施加有预加轴力。使得中夹岩处于三向受力状态，避免中夹岩失稳；且能有效防止因对拉锚杆预加力的集中而造成中夹岩局部破坏;本发明还可进一步结合已有的设计参数，判断所采用的对拉锚杆的直径、材料参数、布置间距等是否满足安全性要求。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108756943B
公开(公告)日：2019-07-02
申请号：CN201810523420.6
申请日：2018-05-28
Applicant: 湖南科技大学
Abstract: 本发明公开了一种隧道掌子面支护加固参数设计方法。本发明方法主要包括如下步骤：(1)根据隧道埋深、开挖尺寸等参数，确定隧道埋深、开挖尺寸、破坏范围之间的几何关系；(2)依据能量守恒原理，求得掌子面围岩压力；(3)根据剪切滑移法，求得掌子面支护的抗力，如喷层抗力，锚杆抗力等。(4)对比掌子面围岩压力以及掌子面支护抗力，可以判断支护加固是否安全；并进一步优化掌子面支护加固设计参数。本发明为判断隧道掌子面支护加固参数的安全性提供了计算方法，改变了目前隧道掌子面支护加固的设计长期依赖于经验的现状，实现了隧道掌子面支护加固参数的定量化设计。
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公开(公告)号：CN109726473A
公开(公告)日：2019-05-07
申请号：CN201811620851.0
申请日：2018-12-28
Applicant: 湖南科技大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种基于三维的深埋隧道临界安全进尺与坍方形状确定方法。首先根据地层参数以及埋深等条件，结合隧道开挖进尺段之间的几何关系，然后分别计算深埋隧道的重力外力功率、内能耗散功率，最后根据临界破坏时的能量守恒原理，即外力功率等于内能耗散功率，确定深埋隧道的临界安全进尺。本发明为确定深埋隧道的安全进尺提供了计算方法；据此可以判断隧道现场施工采用的进尺是否满足要求，并为采取相应的工程提供依据，可以有效避免进尺段坍方的发生；同时可以确定隧道进尺段临界坍方破坏的三维破坏面形状，确定坍方体高度以及坍方体积等。本发明方法亦可以应用于采矿巷道、水工隧洞等地下建筑结构的进尺安全判断、确定等。
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公开(公告)号：CN104462835B
公开(公告)日：2017-08-29
申请号：CN201410784617.7
申请日：2014-12-16
Applicant: 湖南科技大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种基于火灾场景的隧道衬砌安全性评估装置及计算方法，该评估装置包括隧道基础数据模块、火灾场景仿真模块、衬砌火灾特性模块、围岩压力计算模块、直刚法程序模块、衬砌安全性计算模块，计算步骤如下：(1)隧道基础数据模块收集相关资料；(2)火灾场景模拟模块对不同火灾场景进行仿真；(3)衬砌火灾特性模块获得不同部位的力学性能，围岩压力模块计算围岩压力；(4)直刚法程序模块计算不同部位的力学特性和内力；(5)衬砌安全性计算模块计算得到相应的安全系数。本发明为不同火灾场景下隧道内衬砌不同部位的安全性分析提供了一种可行性的计算方法，为隧道火灾后衬砌修复提供理论依据。
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公开(公告)号：CN107091113A
公开(公告)日：2017-08-25
申请号：CN201710520281.7
申请日：2017-06-30
Applicant: 湖南科技大学
IPC: E21F17/00
CPC classification number: E21F17/00
Abstract: 本发明公开了一种确定不同富水程度与进尺下隧道掌子面稳定性的计算。其根据围岩富水程度、隧道开挖断面尺寸、进尺等情况，分别计算围岩重力所做功率、支护力所做功率、破裂面的能量耗散功率，依据能量守恒原理，求得含有进尺的支护力表达式，然后结合强度折减法对围岩参数进行折减，使得支护力为零，则此时的折减系数即为掌子面的稳定性系数；改变进尺和富水情况，则可以得到不同进尺和富水程度下的掌子面稳定性系数。本发明为确定不同富水程度与进尺下隧道掌子面稳定性提供了计算方法；据此可以判断开挖进尺是否合理，评估不同富水程度下掌子面的安全性；并可获得维护掌子面稳定所需要的支护力，从而为掌子面的支护加固提供参考。
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公开(公告)号：CN107066807A
公开(公告)日：2017-08-18
申请号：CN201710107496.6
申请日：2017-02-27
Applicant: 湖南科技大学
IPC: G06F19/00
Abstract: 本发明公开了一种确定竖井衬砌安全性与优化的计算方法。本发明的技术要点是：(1)将竖井分成若干个分段；(2)计算每分段竖井最下端处的围岩竖向应力；(3)计算每分段竖井最下端处竖井衬砌所受的围岩水平压力；(4)计算每分段竖井衬砌所提供的最大支护力；(5)计算每分段竖井衬砌的安全系数；(6)调整优化每段竖井衬砌参数。本发明提出的竖井衬砌的安全性与优化计算方法，改变了竖井衬砌设计依赖规范或经验的现状，且根据竖井深度进行分段判断与优化，实现了不同深度处竖井采取不同的优化衬砌参数，有利于节约成本，降低工程造价。本发明的方法，亦可以应用于斜井衬砌安全性与优化中。
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