本發(fā)明涉及隧道襯砌混凝土及地下工程，尤其涉及一種隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)方案通常是在每次拆模前需要及時地將現(xiàn)場的同條件養(yǎng)護(hù)試塊搬至試驗(yàn)室進(jìn)行抗壓，尤其當(dāng)進(jìn)洞很深以后，將試塊運(yùn)出更加不便利，不符合工地上緊張的實(shí)際情況；其次，雖然不需要在每次拆模前都進(jìn)行同條件養(yǎng)護(hù)試件抗壓試驗(yàn)，但忽略了隧道內(nèi)環(huán)境溫度隨施工里程不同帶來的梯度變化，以及隧道工點(diǎn)不同，環(huán)境溫度可能存在很大差異，因此某一施工段落得到的同條件抗壓強(qiáng)度fcu-時間h關(guān)系，不一定適用于同配合比的所有隧道以及同一隧道的所有里程段落。

2、而且，傳統(tǒng)方案中雖然存在針對溫度做出一定的調(diào)整，但并未考慮襯砌強(qiáng)度冗余即二次襯砌可協(xié)助承擔(dān)部分荷載且主要數(shù)據(jù)來自實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，與現(xiàn)場親和性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決背景技術(shù)中的至少一個技術(shù)問題，提供一種隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策方法和系統(tǒng)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策方法，包括：

3、根據(jù)現(xiàn)場襯砌混凝土配合比和養(yǎng)護(hù)條件，進(jìn)行隧道襯砌混凝土室內(nèi)養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)，通過養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)獲得能夠體現(xiàn)襯砌混凝土力學(xué)參數(shù)的時程變化曲線；

4、建立荷載-結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算模型，將襯砌混凝土力學(xué)參數(shù)輸入數(shù)值計(jì)算模型，并對數(shù)值計(jì)算模型進(jìn)行試加載，獲得不同養(yǎng)護(hù)齡期的襯砌混凝土極限承載力；

5、確定不同養(yǎng)護(hù)齡期時的襯砌混凝土的第一襯砌混凝土安全系數(shù)；

6、根據(jù)襯砌混凝土的安全臨界值，確定襯砌混凝土的第二襯砌混凝土安全系數(shù)；

7、對比所述第一襯砌混凝土安全系數(shù)和所述第二襯砌混凝土安全系數(shù)，根據(jù)對比結(jié)果確定襯砌合理拆模時機(jī)。

8、根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述襯砌混凝土力學(xué)參數(shù)包括：襯砌混凝土抗壓強(qiáng)度、襯砌混凝土抗拉強(qiáng)度及襯砌混凝土彈性模量。

9、根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述確定不同養(yǎng)護(hù)齡期時的襯砌混凝土的第一襯砌混凝土安全系數(shù)，包括：

10、實(shí)時監(jiān)測不同養(yǎng)護(hù)齡期時初期支護(hù)的混凝土和二次襯砌的混凝土之間的接觸壓力；

11、計(jì)算不同養(yǎng)護(hù)齡期時襯砌混凝土極限承載力與初期支護(hù)的混凝土和二次襯砌的混凝土之間的接觸壓力的比值，從而確定不同養(yǎng)護(hù)齡期時的第一襯砌混凝土安全系數(shù)

12、根據(jù)本發(fā)明的一個方面，養(yǎng)護(hù)齡期為n天的襯砌混凝土的第一襯砌混凝土安全系數(shù)ξ為：

13、

14、其中，為養(yǎng)護(hù)齡期為n天的襯砌混凝土極限承載力；為初期支護(hù)的混凝土與二次襯砌的混凝土之間的接觸壓力的實(shí)時監(jiān)測值。

15、根據(jù)本發(fā)明的一個方面，根據(jù)襯砌混凝土的安全臨界值，確定襯砌混凝土的第二襯砌混凝土安全系數(shù)ξa為：

16、

17、式中，a為用于監(jiān)測接觸壓力的監(jiān)測平臺與二次襯砌的混凝土之間的監(jiān)測值不超過二次襯砌混凝土承載力的比例，即為安全臨界值。

18、根據(jù)本發(fā)明的一個方面，對比所述第一襯砌混凝土安全系數(shù)和所述第二襯砌混凝土安全系數(shù)，根據(jù)對比結(jié)果確定襯砌合理拆模時機(jī)為：

19、將計(jì)算確定的不同養(yǎng)護(hù)齡期時的第一襯砌混凝土安全系數(shù)與第二襯砌混凝土安全系數(shù)進(jìn)行對比，當(dāng)某一養(yǎng)護(hù)齡期的第一襯砌混凝土安全系數(shù)不低于第二襯砌混凝土安全系數(shù)時，此時的襯砌養(yǎng)護(hù)齡期為襯砌合理拆模時機(jī)。

20、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策系統(tǒng)，包括：

21、襯砌混凝土力學(xué)參數(shù)獲取模塊，根據(jù)現(xiàn)場襯砌混凝土配合比和養(yǎng)護(hù)條件，進(jìn)行隧道襯砌混凝土室內(nèi)養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)，通過養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)獲得能夠體現(xiàn)襯砌混凝土力學(xué)參數(shù)的時程變化曲線；

22、極限承載力計(jì)算模塊，建立荷載-結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算模型，將襯砌混凝土力學(xué)參數(shù)輸入數(shù)值計(jì)算模型，并對數(shù)值計(jì)算模型進(jìn)行試加載，獲得不同養(yǎng)護(hù)齡期的襯砌混凝土極限承載力；

23、第一襯砌混凝土安全系數(shù)計(jì)算模塊，確定不同養(yǎng)護(hù)齡期時的襯砌混凝土的第一襯砌混凝土安全系數(shù)；

24、第二襯砌混凝土安全系數(shù)計(jì)算模塊，根據(jù)襯砌混凝土的安全臨界值，確定襯砌混凝土的第二襯砌混凝土安全系數(shù)；

25、拆模時機(jī)決策模塊，對比所述第一襯砌混凝土安全系數(shù)和所述第二襯砌混凝土安全系數(shù)，根據(jù)對比結(jié)果確定襯砌合理拆模時機(jī)。

26、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括處理器、存儲器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如上所述的隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策方法。

27、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如上所述的隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策方法。

28、根據(jù)本發(fā)明的方案，本發(fā)明通過借鑒隧道初期支護(hù)與二次襯砌分擔(dān)圍巖壓力比例的確定方法，考慮安全臨界值；通過考慮襯砌溫度變化曲線，結(jié)合安全系數(shù)、安全臨界值確定合理的襯砌拆模時機(jī)，本發(fā)明通過確定合理的二次襯砌拆模時機(jī)可以提高施工質(zhì)量、加快施工進(jìn)度、提高模板臺車的運(yùn)轉(zhuǎn)、降低施工成本、確保結(jié)構(gòu)安全并減少溫度裂縫。因?yàn)椴鹉＿^早可能導(dǎo)致襯砌開裂、沉降變形和結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，增加維修成本；而拆模過晚則會延長施工周期，降低模板使用效率，增加施工成本。

29、根據(jù)本發(fā)明的方案，本發(fā)明確定的拆模時機(jī)精確性高：數(shù)據(jù)來自現(xiàn)場試驗(yàn)、數(shù)值模擬、現(xiàn)場檢測，數(shù)據(jù)之間鏈接性強(qiáng)且互為驗(yàn)證；

30、本發(fā)明確定的拆模時機(jī)安全性高：考慮了實(shí)際施工中的安全臨界值、襯砌水化熱和混凝土溫縮開裂，所以安全性高；

31、本發(fā)明確定的拆模時機(jī)應(yīng)用性強(qiáng)：從現(xiàn)場實(shí)際出發(fā)，考慮現(xiàn)場實(shí)際施工情況，以現(xiàn)場數(shù)據(jù)為第一手?jǐn)?shù)據(jù)和最終判定依據(jù)。

技術(shù)特征：

1.隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策方法，其特征在于，所述襯砌混凝土力學(xué)參數(shù)包括：襯砌混凝土抗壓強(qiáng)度、襯砌混凝土抗拉強(qiáng)度及襯砌混凝土彈性模量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策方法，其特征在于，所述確定不同養(yǎng)護(hù)齡期時的襯砌混凝土的第一襯砌混凝土安全系數(shù)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策方法，其特征在于，養(yǎng)護(hù)齡期為n天的襯砌混凝土的第一襯砌混凝土安全系數(shù)ξ為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策方法，其特征在于，根據(jù)襯砌混凝土的安全臨界值，確定襯砌混凝土的第二襯砌混凝土安全系數(shù)ξa為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策方法，其特征在于，對比所述第一襯砌混凝土安全系數(shù)和所述第二襯砌混凝土安全系數(shù)，根據(jù)對比結(jié)果確定襯砌合理拆模時機(jī)范圍為：

7.隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策系統(tǒng)，其特征在于，包括：

8.電子設(shè)備，其特征在于，包括處理器、存儲器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策方法。

9.計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及隧道襯砌混凝土及地下工程技術(shù)領(lǐng)域，提供一種隧道二次襯砌混凝土合理拆模時機(jī)的決策方法和系統(tǒng)，方法包括：獲得襯砌混凝土力學(xué)參數(shù)；建立荷載?結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算模型，將襯砌混凝土力學(xué)參數(shù)輸入數(shù)值計(jì)算模型，并對數(shù)值計(jì)算模型進(jìn)行試加載，獲得不同養(yǎng)護(hù)齡期的襯砌混凝土極限承載力；確定不同養(yǎng)護(hù)齡期時的襯砌混凝土的第一襯砌混凝土安全系數(shù)；根據(jù)襯砌混凝土的安全臨界值，確定襯砌混凝土的第二襯砌混凝土安全系數(shù)；對比第一襯砌混凝土安全系數(shù)和第二襯砌混凝土安全系數(shù)，根據(jù)對比結(jié)果確定襯砌合理拆模時機(jī)范圍；根據(jù)襯砌合理拆模時機(jī)范圍和襯砌溫降范圍確定襯砌拆模時機(jī)。本發(fā)明確定的拆模時機(jī)精確性高、安全性高并且應(yīng)用性強(qiáng)。

技術(shù)研發(fā)人員：黃明利,閆肅,馬偉斌,王道遠(yuǎn),王武現(xiàn),匡亮,黃猛,楊晉文,李志陽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵十六局集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9