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龙图腾网获悉山东大学申请的专利夹层与应变率耦合的地铁隧道衬砌动态力学性能评估方法及系统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：CN121253427B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-31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：202511833140.1，技术领域涉及：G01N19/00；该发明授权夹层与应变率耦合的地铁隧道衬砌动态力学性能评估方法及系统是由武科;尹恩泽;刘晓玉;刘亚军;郑扬;孙纪正;张恒;孙胤栋;孙奥运;马元博设计研发完成，并于2025-12-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本夹层与应变率耦合的地铁隧道衬砌动态力学性能评估方法及系统在说明书摘要公布了：本发明涉及城市轨道交通工程与结构动力学领域，提供了夹层与应变率耦合的地铁隧道衬砌动态力学性能评估方法及系统，方法包括如下步骤：步骤1，制备含夹层的水泥基圆柱试样；步骤2，施加应变率加载，采集原始数据；步骤3，重构应力‑应变响应，并进行应力平衡和恒定应变率的判据；步骤4，获取能量吸收率、动态抗压强度和屈服拐点应变，并记录破坏形态类型；步骤5，建立统计损伤模型并反演模型参数；步骤6，提取初始损伤系数和损伤速率，建立经验回归公式；步骤7，构建评价指标集，进行分级评价，并输出材料优选与工艺建议。本方案显著提升了地铁隧道衬砌在冲击或爆炸等高应变率工况下的设计、验算与快速评估能力。

本发明授权夹层与应变率耦合的地铁隧道衬砌动态力学性能评估方法及系统在权利要求书中公布了：1.夹层与应变率耦合的地铁隧道衬砌动态力学性能评估方法，其特征在于，所述评估方法包括以下步骤： 步骤1，制备含夹层的水泥基圆柱试样，所述试样的夹层包括沿轴向设置的单层夹层或多层夹层，所述单层夹层厚度占比为试样高度的5%~30%，其位于试样中部；所述多层夹层层间距不小于3mm；夹层材料包括以下至少一种：普通水泥砂浆HM、高强砂浆HS、聚合物改性砂浆PM、快速修补砂浆RM；试样基体材料为强度等级C35~C50的水泥基材料； 引入表示夹层与基体的代表性力学对比因子χ，其表达式为χ=EiEm或χ=fcifcm，式中，Ei为夹层材料的弹性模量；Em为基体材料的弹性模量；fci为夹层材料的轴心抗压强度；fcm为基体材料的轴心抗压强度； 步骤2，采用分离式霍普金森压杆SHPB对所述试样施加多档位应变率加载，采集入射波、反射波与透射波的原始数据； 步骤3，基于所述原始数据通过三波法重构试样的应力-应变响应，并通过近似应力平衡和恒定应变率的判据剔除不合格数据获取重构数据； 步骤4，基于所述重构数据，获取能量吸收率ηE、动态抗压强度fcd和屈服拐点应变εy，输出能量时程及能量占比图，并记录试样的破坏形态类型； 步骤5，依据步骤4获取的数据建立率效应-夹层耦合的统计损伤模型，并通过优化算法反演模型参数，具体包括： 步骤5.1，采用Weibull统计损伤模型描述材料的动态损伤演化，损伤变量D表示为： ， 式中，为损伤变量；ε为应变；为与应变率和环境条件χ相关的尺度因子；为与应变率和环境条件χ相关的指数参数； 步骤5.2，基于所述损伤变量，建立损伤状态下的应力响应： ， 式中，为损伤状态下的应力；E0为初始弹性模量； 步骤5.3，将应变率和夹层耦合到Weibull统计损伤模型中，其耦合的表达式为： ，； 式中，为基准应变率；α0，m0，m1，m2，n，s为待定模型参数； 步骤5.4，基于步骤4中获取的Wab，将目标函数定义为： ， 式中，Wab,model,i是模型给出的能量吸收率，Wab,exp,i是实验数据中的能量吸收率； 通过全局优化与局部最小二乘混合算法反演获得待定模型参数，输出拟合优度R2、残差分布，并引入能量侧约束即模型内能与Wab的一致性约束，用于提升参数稳健性； 步骤6，提取初始损伤系数D0和损伤速率β指标，基于所述指标及夹层和应变率参数建立经验回归公式； 步骤7，构建包括ηE、fcd、D0和β在内的评价指标集，对夹层类型与厚度组合进行分级评价，并输出材料优选与工艺建议。

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