[发明专利]基于CAE有限元模型的山岭隧道施工风险评估方法

摘要

本发明提供一种基于CAE有限元模型的山岭隧道施工风险评估方法，通过ABAQUS‑CAE软件建立山岭隧道三维模型，将山岭隧道初始参数隧道断面形式及尺寸x、围岩的等级y、衬砌的类型z输入到有限元模型中，然后通过划分网格进行有限元计算获得隧道拱顶、侧墙、仰拱等部位的位移、应力，通过自动软件自动绘制应力‑时间曲线、位移‑时间曲线，该曲线能够直观的反映隧道洞室内壁各处的应力、位移的变化情况，如果出现异常数据就能准确的找到对应现场中风险源，做出风险预警，采取积极的补救措施。

主权项

基于CAE有限元模型的山岭隧道施工风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：借助CAE有限元软件，建立山岭隧道有限元模型，具体通过ABAQUS‑CAE软件建立山岭隧道三维模型，其中，模型中包括的初始参数为：能够进行直接编辑的隧道断面形式及尺寸，通过改变材料特性进行编辑的围岩等级和衬砌类型；步骤二：利用网格划分有限元法对隧道受力变形特性进行计算，获得隧道拱顶、侧墙、仰拱部位的位移、应力；步骤三：通过有限元模型计算监测点布置处的应力和位移数据，并将这些数据与现场监测数据进行对比分析，得到模型计算的数据和监测数据之间的关系，进而推算出隧道洞室内壁没有设置监测点位置处的应力应变情况；步骤四：将软件模拟所得的应力、应变数据，通过数学关系转换得到新的数据库f(x1)，结合山岭隧道的自然地理概况数据f(x2)、地质情况数据f(x3)、环境条件数据f(x4)，形成一个总数据库，再以风险等级函数F(x)＝span{f(x1),f(x2),f(x3),f(x4)}为基础，采用FineBI软件对总数据库的数据进行关联性分析，得到应力‑时间曲线和位移‑时间曲线，根据最终获得的风险等级做出监测预警。