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龙图腾网获悉天津大学申请的专利一种穿越非均匀土体圆形隧道模态试验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：CN115655932B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-10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：202211206333.0，技术领域涉及：G01N3/32；该发明授权一种穿越非均匀土体圆形隧道模态试验方法是由李振眠;余杨;余建星;赵明仁;刘晓伟;孙若飞设计研发完成，并于2022-09-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种穿越非均匀土体圆形隧道模态试验方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种穿越非均匀土体圆形隧道模态试验方法，所采用的非均匀土反力等效模拟装置包括，由多个截面模块组成的截面模块组、试验件和固定架和底座轨道。零刚度复合弹簧包括金属螺旋弹簧、橡胶、弹簧顶端盖、弹簧固定螺丝杆、弹簧底端盖、底部螺丝杆、接触板和位移‑轴力传感器，步骤如下：设计资料整理：确定圆形隧道的几何参数、材料参数和土体参数，确定试验缩尺比和结构模型的几何尺寸和离散长度；试验件加工；应变片定位安装；土弹簧参数计算；零刚度复合弹簧调试；截面模块组装；截面模块组安装；试验件安装；传感器调试；加载与测试：数据采集分析。

本发明授权一种穿越非均匀土体圆形隧道模态试验方法在权利要求书中公布了：1.一种穿越非均匀土体圆形隧道模态试验方法，所采用的非均匀土反力等效模拟装置，包括，由多个截面模块1组成的截面模块组5、试验件2、固定架和底座轨道4，其中： 零刚度复合弹簧6包括金属螺旋弹簧10、橡胶11、弹簧顶端盖12、弹簧固定螺丝杆13、弹簧底端盖14、底部螺丝杆15、接触板16和位移-轴力传感器18；金属螺旋弹簧10嵌于橡胶11中；橡胶11顶部与弹簧顶端盖12连接，底部与弹簧底端盖14连接，沿零刚度复合弹簧6轴向设置有位移-轴力传感器18；零刚度复合弹簧6的弹簧顶端盖12通过弹簧固定螺丝杆13连接到截面框架7内侧；接触板16通过底部螺丝杆15连接到弹簧底端盖14； 所述的截面模块1，包括零刚度复合弹簧6和截面框架7；截面框架7固定连接于底座轨道4上；零刚度复合弹簧6分布在截面框架7的内侧并与截面框架7固定连接； 由多个截面模块1组成的截面模块组5，用来模拟土体性质相同的区域；当结构长度方向上分布非均匀的土体时，通过设置不同的截面模块组5模拟非均匀土反力； 所述的试验件2包括至少一个结构模型19，各结构模型19轴向连接后形成试验件2，试验件2通过固定架固定在底座轨道4上； 所述的穿越非均匀土体圆形隧道模态试验方法，包括下列步骤： 步骤一、设计资料整理：确定圆形隧道的几何参数、材料参数和土体参数，确定试验缩尺比和结构模型的几何尺寸和离散长度； 步骤二、试验件加工：依据步骤一确定的几何参数加工结构模型； 步骤三、应变片定位安装：依据步骤一确定的离散长度，在结构模型上标记结构离散的边界线，两条边界线之间的中间截面为零刚度复合弹簧的接触位置；为获取圆形隧道的前6阶弯曲模态，在长度方向上安装至少6个应变片，并注意避开零刚度复合弹簧与结构模型的接触位置； 步骤四、土弹簧参数计算：选用地基模型，考虑隧道与土体间的相互作用，得到结构几何参数和土体参数对应的土弹簧参数，包括单位长度的最大土反力和相对位移屈服值；根据试验缩尺比和离散长度计算零刚度复合弹簧的最大线弹性压力载荷为P0及此时对应的最大线弹性压缩变形为0； 步骤五、零刚度复合弹簧调试：依据步骤四的计算结果调试各个方向的零刚度复合弹簧； 步骤六、截面模块组装：零刚度复合弹簧通过弹簧固定螺丝杆安装于截面框架的弹簧固定螺纹孔上；接触板通过接触板连接螺丝杆安装于底部螺丝杆上； 步骤七、截面模块组安装：根据圆形隧道长度方向上土体分布的情况，确定结构模型和截面模块组的个数，依据模型单位长度逐个将截面模块固定在底座轨道上； 步骤八、试验件安装； 步骤九、传感器调试：将位移-轴力传感器和应变片连接到数据采集仪，进行通信调试，并完成调零和校准； 步骤十、加载与测试：采用激振器对结构模型进行激励，变换激励位置和激励频率，对结构模型进行重复激励； 步骤十一、数据采集分析：记录零刚度复合弹簧的位移-轴力数据、应变数据和激振器中激振力数据；对记录的试验数据进行分析，获取结构模型的频率和模态。

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