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龙图腾网获悉中南大学申请的专利考虑围岩和锚杆协同作用的深部隧道能量演化计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120124172B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-29发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510621671.8，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权考虑围岩和锚杆协同作用的深部隧道能量演化计算方法是由郑可跃;施成华;娄义黎;贾朝军;雷明锋;朱涛;孙晓贺;朱仔旭设计研发完成，并于2025-05-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本考虑围岩和锚杆协同作用的深部隧道能量演化计算方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种考虑围岩和锚杆协同作用的深部隧道能量演化计算方法，属于隧道工程技术领域；包括：建立考虑围岩和锚杆协同作用的深部隧道计算模型，并输入隧道模型基础参数、围岩强度参数和锚杆材料参数；基于深部隧道计算模型求解隧道开挖后围岩和锚杆协同作用下深部隧道围岩的应力演化路径；求解隧道开挖后围岩和锚杆协同作用下深部隧道锚杆的应力演化路径；根据围岩的应力演化路径计算围岩的能量密度和能量总能；根据锚杆的应力演化路径计算锚杆的能量密度和吸收总能。本发明提出的深部隧道能量演化计算方法，解决了弹塑性卸载条件下应变软化围岩能量场的求解问题。

本发明授权考虑围岩和锚杆协同作用的深部隧道能量演化计算方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑围岩和锚杆协同作用的深部隧道能量演化计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、建立考虑围岩和锚杆协同作用的深部隧道计算模型，并输入隧道模型基础参数、围岩强度参数和锚杆材料参数； 所述隧道模型基础参数包括：隧道的开挖半径为R0、作用在洞壁上的虚拟支护反力为Pi、隧道所处的原岩应力为P0、沿隧道轴向相邻锚杆的布置间距为LZ、沿洞周环向相邻锚杆之间的夹角为ω、锚杆的长度为Lb和锚固区的半径为Rb； 所述围岩强度参数包括：弹性模量E、泊松比v、单轴抗压强度σc、峰值地质强度指标GSIp、岩石质量特征参数mi和扰动系数D； 所述锚杆材料参数包括：锚杆与浆液界面之间的剪切刚度Kb、锚杆与浆液界面之间或围岩与浆液界面之间的粘结强度cs、注浆体破坏面的摩擦角锚杆的弹性模量Eb1、锚杆的硬化模量Eb2、锚杆的屈服强度σby、锚杆的极限抗拉强度σbmax、锚杆的屈服应变εby和锚杆的破坏应变εbmax； 步骤二、基于深部隧道计算模型求解围岩的总应变和围岩第j层的塑性应变进而得到第i次卸载时围岩第j层的径向变形 步骤三、基于第i次卸载时围岩第j层的径向变形求解锚杆的拉伸应变 步骤四、根据围岩的总应变和围岩第j层的塑性应变计算围岩第j个层在经历i次卸载后的弹性能密度塑性耗散能密度和塑性释放能密度以及塑性变形阶段围岩塑性区的弹性应变能增量Eei、塑性耗散能Epdi和塑性释放能Epri； 步骤五、根据锚杆的拉伸应变计算锚杆吸收能沿长度方向的分布密度以及平面应变条件下隧道单位截面锚杆的总吸收能Eb i； 所述步骤一中建立的深部隧道计算模型满足以下条件： Ⅰ、设隧道埋深大于500m，开挖前地应力为分布均匀的静水压力环境； Ⅱ、设围岩为均质且各向同性的弹性材料且在塑性阶段的应力状态满足三维H-B强度准则和应变增量符合非关联流动法则； Ⅲ、锚杆与围岩相互作用的力学行为满足粘结滑移模型，单位长度锚杆的剪应力与锚杆和围岩相对位移的关系满足下式： 其中，τb为锚杆单位长度的剪应力；urb为锚杆上的某一点与围岩在该位置的相对位移；Kb为锚杆与浆液界面之间或围岩与浆液界面之间的剪切刚度；cs为锚杆与浆液界面之间或围岩与浆液界面之间的粘结强度；为注浆体破坏面的摩擦角；Ds为锚杆与注浆层之间的界面的有效直径；σt为锚杆单位长度所受的围压，而对于嵌入围岩的锚杆，锚杆受到的围压等于围岩的径向应力σθ； Ⅳ、锚杆轴向力和拉伸变形的关系满足如下式所示的线性强化弹塑性力学模型： 其中，σb为锚杆的轴向应力，εb为锚杆的拉伸应变。

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