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龙图腾网获悉合肥工业大学;芜湖市轨道(隧道)交通工程质量安全监督站申请的专利考虑地层抗剪强度各向异性隧道盾构掘进数值模拟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：CN116335678B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02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：202211554518.0，技术领域涉及：E21D9/00；该发明授权考虑地层抗剪强度各向异性隧道盾构掘进数值模拟方法是由刘武;程锦;商兆涛;夏琴;张红彬;王佐才;袁文俊;尚金行设计研发完成，并于2022-12-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本考虑地层抗剪强度各向异性隧道盾构掘进数值模拟方法在说明书摘要公布了：本发明公开了考虑地层抗剪强度各向异性隧道盾构掘进数值模拟方法，涉及盾构隧道工程数值模拟技术领域。确定隧道三维有限元计算模型的尺寸范围与地层材料特征；根据盾构机结构尺寸与运行方式，以及盾壳推进、管片安装、盾尾注浆的过程，确定隧道盾构掘进精细化仿真模拟过程；根据地层材料抗剪强度各向异性特征，采用微结构张量表征地层材料抗剪强度各向异性；使用三维仿真计算软件，建立地层材料抗剪强度各向异性模拟的分析方法，开展隧道盾构掘进过程的数值计算，得到盾构掘进地层的沉降值、塑性区范围，分析盾构掘进对地层的扰动程度。本发明能够更精准地模拟盾构掘进过程中的地表沉降和塑性区的产生，弥补了以往盾构掘进模拟不全面的缺点。

本发明授权考虑地层抗剪强度各向异性隧道盾构掘进数值模拟方法在权利要求书中公布了：1.考虑地层抗剪强度各向异性隧道盾构掘进数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤： S1，根据隧道现场工程地质条件与隧道尺寸大小，确定隧道三维有限元计算模型的尺寸范围与地层材料特征； S2，根据盾构机的结构尺寸与运行方式，以及盾壳推进、管片安装、盾尾注浆的过程，在隧道三维有限元计算模型中设置盾壳单元、管片单元、施加掌子面压力、注浆压力，确定隧道盾构掘进的仿真模拟过程； S3，根据地层材料抗剪强度各向异性特征，采用微结构张量表征地层材料抗剪强度各向异性，得到地层材料抗剪强度的各向异性表达式； S4，使用三维仿真计算软件，建立地层材料抗剪强度各向异性模拟的分析方法，开展隧道盾构掘进过程的数值计算，得到盾构掘进地层的沉降值、塑性区范围，用于分析盾构掘进对地层的扰动程度； 步骤S1中，根据隧道现场工程地质条件与隧道尺寸大小，采用三维仿真计算软件建立地层几何模型，在该地层几何模型中，采用八节点六面体单元，X方向为隧道横截面方向，Y方向为隧道纵向开挖方向，Z方向为竖向方向，地层几何模型按照地层材料的不同性质分层设置； 步骤S2中，采用三维仿真计算软件模拟盾构机的施工掘进过程，根据盾构机的结构尺寸与运行方式，在三维仿真计算软件中通过改变隧道周围单元的参数属性来模拟盾构循环掘进与管片拼装过程，盾构循环掘进中，通过等代层单元模拟盾尾的注浆压力； 步骤S3中，地层材料抗剪强度包括内摩擦角和粘聚力，分别得到内摩擦角与微结构张量之间的函数关系式以及粘聚力与微结构张量之间的函数关系式，即得到内摩擦角和粘聚力的各向异性表达式，如下所示： c＝c0[1+A11-3cos2β+b1A11-3cos2β2]； 式中，c表示粘聚力，c0表示平均粘聚力；表示内摩擦角，表示平均内摩擦角，A1、A2为表征岩体各向异性程度的参数，b1、b2为系数，β为层状地层材料各向异性结构面的倾角。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人合肥工业大学;芜湖市轨道(隧道)交通工程质量安全监督站，其通讯地址为：230009 安徽省合肥市包河区屯溪路193号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。