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龙图腾网获悉西安理工大学申请的专利一种隧道双层支护等效模量的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：CN119720335B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26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：202411774198.9，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权一种隧道双层支护等效模量的计算方法是由朱才辉;杨亚飞;邓国华;李玉波;贺红;李宁;董长松;彭森;翟乐天;刘阳阳;刘媛;赵玮设计研发完成，并于2024-12-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种隧道双层支护等效模量的计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种隧道双层支护等效模量的计算方法，属于公路交通工程技术领域，包括S1、通过现场调研对隧道所处的环境条件、地质因素和施工条件进行分析，得到隧道塌方现场产生的影响因素，并对这些影响因素进行敏感性分析；S2、通过精细化数值模拟方法研究针对双层初期支护弹性模量的常见影响因素，并计算双层支护结构的等效弹性模量；S3、精细化数值模拟方法可靠性验证及模量修正公式的提出；本发明提供的一种隧道双层支护等效模量的计算方法，通过精细化数值模拟方法，能够充分考虑钢筋与混凝土材料之间的相互作用、双层初期支护结构与地层之间的相互作用以及钢筋构件不同空间架构对于双层初期支护结构弹性模量的影响。

本发明授权一种隧道双层支护等效模量的计算方法在权利要求书中公布了：1.一种隧道双层支护等效模量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、通过现场调研对隧道所处的环境条件、地质因素和施工条件进行分析，得到隧道塌方现场产生的影响因素，并对这些影响因素进行敏感性分析；影响因素包括降雨入渗深度、开挖循环进尺和初期支护强度，具体包括： a、降雨入渗深度对隧道稳定性影响分析，包括 通过数值模拟软件MIDASGTSNX建立地层-隧道模型； 双层初期支护结构和临时中墙均为复合双层初期支护结构，弹性模量取值使用折算法确定，折算法是初期支护结构等效前后相等的原则，将钢筋构件的强度折算给混凝土，计算公式为： ； 其中，为折算法初期支护弹性模量；为素混凝土弹性模量；为钢材弹性模量；为钢筋网截面面积；为工字钢截面面积；为格栅钢架截面面积；为混凝土截面面积； 临时支撑弹性模量为： ； 其中，为折算后临时支撑弹性模量； b、开挖循环进尺对隧道稳定性影响分析，通过模拟不同进尺下的地层应力状态和土体变形，用于理解会发生的地质灾害风险； c、初期支护强度对隧道稳定性影响分析，通过折算法计算得到单层支护弹性模量； 对降雨入渗深度、开挖循环进尺和初期支护强度影响因素进行敏感性分析，具体包括： 由于降雨入渗深度、开挖循环进尺、初期支护强度这三种影响因素单位量纲不一致，无法进行直接比较，因此，通过定义一个量纲为1的变量敏感系数M来定量描述其对隧道塌方的影响大小；各影响因素的敏感系数公式为： ； ； ； 其中，M0表示隧道塌方与影响因素呈正相关关系，M0表示隧道塌方与影响因素呈现负相关关系；为降雨入渗深度对隧道塌方的敏感系数；为开挖循环进尺对隧道塌方的敏感系数；为初期支护强度对隧道塌方的敏感系数；为隧道开挖初期支护拱顶最大拉应力与参照初期支护拱顶最大拉应力的差值；为参照隧道开挖隧道拱顶最大拉应力；为降雨入渗深度与参照降雨入渗深度的差值；为参照降雨入渗深度；为隧道开挖循环进尺与参照隧道开挖进尺的差值；为参照隧道开挖进尺；为初期支护强度弹性模量与参照初期支护强度弹性模量的差值；为参照初期支护强度弹性模量；通过影响因素敏感性分析，得到敏感性指标M的大小为：初期支护强度＞降雨入渗＞开挖进尺的影响，因此，要针对双层初期支护强度的取值进行分析讨论； S2、通过精细化数值模拟方法研究针对双层初期支护弹性模量的常见影响因素，并计算双层支护结构的等效弹性模量；精细化数值模拟方法，具体包括： S21、双层支护结构单元本构参数的确定，包括： 通过数值模拟软件ABAQUS建立双层初期支护模型；混凝土采用ABAQUS中的塑性损伤模型，模拟双层初期支护结构与地之间的相互作用问题、钢筋与混凝土之间的相互作用问题、钢筋构件的空间架构问题； 建立有限元模型，将结构分成混凝土、钢筋网、工字钢拱架、钢格栅分别建模，再装配模块中将其组装成初期支护单元体； 获取精细化数值模拟方法得到的双层初期支护弹性阶段的弹性模量； 对双层初期支护结构刚度的影响因素进行研究，用于找到不同影响因素与双层初期支护结构等效弹性模量的变化规律；双层初期支护结构作为钢筋混凝土结构，其弹性模量的影响因素主要包括：混凝土强度、混凝土厚度、钢筋网直径、钢筋网间距、格栅钢架直径、格栅钢架间距、工字钢拱架型号、工字钢拱架间距； S22、通过地层-结构法对双层支护结构的等效弹性模量进行研究； S3、提出精细化数值模拟方法可靠性验证及模量修正公式。

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