隧道初期支护受力稳定性远程数字安全预警方法与系统

摘要

本发明基于隧道施工区域地质勘察资料、FLAC3D技术以及施工区域围岩工程地质参数室内外测试数据，建立施工区域隧道开挖三维应力数值模型；并基于岩土力学反分析理论、差异进化法建立智能应力反分析模型，基于VTK商业软件系统建立三维可视化安全预警平台。采集隧道初期支护应力实时监测数据，通过隧道开挖三维应力数值模型和智能应力反分析模型进行正、反分析和三维可视化展现，将实测应力值与正、反分析得到的应力阈值进行比较分析后，对隧道支护结构的受力稳定性进行分级预警。预警信息通过三维可视化安全预警平台和与计算机连接的F2003GSMDTU短信模块以手机短信方式发送至施工管理人员手机，完成隧道初期支护受力稳定性三维远程数字安全预警。

主权项

一种隧道初期支护受力稳定性三维远程数字安全预警方法，包括下述步骤：a.选择被研究的隧道作为隧道初期支护受力稳定性三维远程数字安全预警系统实施的对象；收集该隧道施工区域围岩工程地质勘察资料，围岩室内、外测试数据，收集隧道设计参数信息资料；b.以步骤a所得地质勘察资料、测试数据以及隧道设计参数信息资料为依据，由远程计算机基于连续介质快速拉格朗日分析程序FLAC3D建立隧道开挖三维应力数值模型；c.远程计算机基于岩体力学反分析理论以及差异进化算法（Differential Evolution）建立隧道智能应力反分析模型；d.远程计算机基于VTK(Visualization Toolkit)商业软件系统，建立三维可视化安全预警平台；e.试作隧道初期支护的同时，安装压力盒于钢拱架和围岩之间，采集隧道初始应力实时监测数据，并将实时监测数据传输并加载到远程计算机三维应力数值模型以及隧道智能应力反分析模型；f.三维应力数值模型以及隧道智能应力反分析模型将得到的实测围岩应力数据，进行正、反分析，通过三维可视化安全预警平台进行展现；并将实测围岩应力值与正、反分析得到的应力阈值进行比较分析后，对隧道支护结构的受力稳定性进行分级预警，所有预警信息通过与计算机连接的短信模块，以手机短信方式发送至现场施工管理以及地面管理相关人员的手机，从而完成隧道初期支护受力稳定性三维远程数字安全预警。