隧道的安全评估方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本技术涉及隧道工程技术，尤其涉及一种隧道的安全评估方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.近年来，大直径隧道越来越广泛的应用于城市地下工程的建设当中。为了提高大直径隧道的断面利用率，隧道在结构上进行一些复杂处理，例如采用单洞双线，甚至单洞双层公铁两用结构进行隧道设计。现有的运营期安全评估大多以隧道病害为载体，对隧道整体结构的安全性能进行评估。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种隧道的安全评估方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，能够有效进行结构的安全性评估。
4.本技术实施例的技术方案是这样实现的：
5.本技术实施例提供一种隧道的安全评估方法，包括：
6.构建隧道的三维数值模型；
7.基于所述三维数值模型，通过频域分析法对隧道内部结构的加速度进行分析，得到结构受激励荷载振动之后的频域分布曲线；
8.基于所述频域分布曲线，确定隧道内部结构受激励荷载振动之后的振动频率；
9.基于所述三维数值模型，计算隧道内部结构的固有频率；
10.根据所述振动频率及所述固有频率，对所述隧道进行安全评估。
11.上述方案中，所述基于所述三维数值模型，通过频域分析法对隧道内部结构的加速度进行分析，得到结构受激励荷载振动之后的频域分布曲线，包括：
12.从所述所述三维数值模型中，提取中部截面轮轨接触处的加速度时程曲线；
13.基于所述加速度时程曲线，通过快速傅里叶变换对加速度时程进行频域分析，得到所述频域分布曲线。
14.上述方案中，所述基于所述三维数值模型，计算隧道内部结构的固有频率，包括：
15.对所述三维数值模型通过线性摄动的方式进行自振，得到多个振型结果；
16.基于多个振型结果，计算隧道内部结构的固有频率。
17.上述方案中，所述根据所述振动频率及所述固有频率，对所述隧道进行安全评估，包括：
18.确定所述振动频率与所述固有频率的频率比；
19.获取动力系数与频率比的关系；
20.基于所述频率比及所述动力系数与频率比的关系，确定相应的动力系数；
21.基于所述动力系数，对所述隧道进行安全评估。
22.上述方案中，所述基于所述动力系数，对所述隧道进行安全评估，包括：
23.获得动力系数阈值；
24.当所述动力系数阈值大于或等于动力系数阈值时，确定所述隧道安全评估不通过；
25.当所述动力系数阈值小于动力系数阈值时，确定所述隧道安全评估通过。
26.上述方案中，所述三维数值模型包括隧道外围的地质模型，所述方法还包括：
27.基于所述地质模型，从所述三维数值模型中确定不满足优质地质条件的多个区段；
28.针对所述多个区段中的每个区段分别进行安全评估。
29.上述方案中，所述方法还包括：
30.基于所述三维数值模型，对隧道的中隔墙顶部螺栓强度进行检算，分析中隔墙顶及底部螺栓在列车荷载作用下的动力响应。
31.本技术实施例提供一种隧道的安全评估装置，包括：
32.构建模块，用于构建隧道的三维数值模型；
33.加速度分析模块，用于基于所述三维数值模型，通过频域分析法对隧道内部结构的加速度进行分析，得到结构受激励荷载振动之后的频域分布曲线；
34.振动频率确定模块，用于基于所述频域分布曲线，确定隧道内部结构受激励荷载振动之后的振动频率；
35.固有频率计算模块，用于基于所述三维数值模型，计算隧道内部结构的固有频率；
36.安全评估模块，用于根据所述振动频率及所述固有频率，对所述隧道进行安全评估。
37.本技术实施例提供一种电子设备，包括：
38.存储器，用于存储可执行指令；
39.处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令时，实现本技术实施例提供的隧道的安全评估方法。
40.本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有可执行指令，用于引起处理器执行时，实现本技术实施例提供的隧道的安全评估方法。
41.本技术实施例通过构建隧道的三维数值模型；基于所述三维数值模型，通过频域分析法对隧道内部结构的加速度进行分析，得到结构受激励荷载振动之后的频域分布曲线；基于所述频域分布曲线，确定隧道内部结构受激励荷载振动之后的振动频率；基于所述三维数值模型，计算隧道内部结构的固有频率；根据所述振动频率及所述固有频率，对所述隧道进行安全评估，通过三维建模并进行相关频率分析，基于振动频率及固有频率对隧道进行安全评估，能够有效实现对隧道整体结构的安全性检测。
附图说明
42.图1是本技术实施例提供的电子设备100的一个可选的结构示意图；
43.图2是本技术实施例提供的隧道的安全评估方法的一个可选的流程示意图；
44.图3是本技术实施例提供的三维数值模型的一个可选的结构示意图；
45.图4是本技术实施例提供的隧道本体结构的一个可选的结构示意图
46.图5a是本技术实施例提供的三维数值模型的断面的一个可选的结构示意图；
47.图5b是本技术实施例提供的三维数值模型的断面的一个可选的结构示意图；
48.图5c是本技术实施例提供的三维数值模型的断面的一个可选的结构示意图；
49.图6是本技术实施例提供的动力系数与频率比的关系的一个可选的示意图。
具体实施方式
50.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本技术的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
51.在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
52.在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本技术实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
53.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本技术实施例的目的，不是旨在限制本技术。
54.近年来，大直径隧道越来越广泛的应用于城市地下工程的建设当中。为了提高大直径隧道的断面利用率，采用单洞双线，甚至单洞双层公铁两用结构进行隧道设计。对于单洞双线隧道结构，出于防灾疏散要求，常常在隧道中部施作中隔墙以区分行车方向。中隔墙顶部与隧道衬砌之间的连接方式始终是影响隧道运营期结构安全的重要组成部分。中隔墙顶部“韧性”接头方案不断涌现。在该种设计方案中，中隔墙与顶部π字件空隙采用后填充模式，即管片拼装完成后不立即填充，而是待管片产生一定位移后再行填充。这样做的目的是防止中隔墙顶部直接受压，产生压溃。但新的设计会带来新的安全评价问题，中隔墙顶部节点的设计将中隔墙与周围结构之间的连接强度降低，在列车荷载的作用下容易产生安全问题，最终影响列车行车安全。传统的隧道运营期安全评估方法无法满足对该种隧道结构的安全性评估，因此需要提出一种适应该种隧道结构的运营期安全评估方法。
55.基于此，本技术实施例提供一种隧道的安全评估方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质，能够有效进行结构的安全性评估。
56.首先对本技术实施例提供的用于实施上述隧道的安全评估方法的电子设备进行说明。参见图1，图1是本技术实施例提供的电子设备100的一个可选的结构示意图，在实际应用中，电子设备100可以实施为终端或服务器。其中，终端可以是笔记本电脑，平板电脑，台式计算机，智能手机，专用消息设备，便携式游戏设备，智能音箱，智能手表等，但并不局限于此。服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(cdn，content delivery network)服务、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。图1所示的电子设备100包括：至少一个处理器101、存储器105、至少一个网络接口102和用户接口103。电子设备100中
的各个组件通过总线系统104耦合在一起。可理解，总线系统104用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统104除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图1中将各种总线都标为总线系统104。
57.处理器101可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力，例如通用处理器、数字信号处理器(dsp，digital signal processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其中，通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。
58.用户接口103包括使得能够呈现媒体内容的一个或多个输出装置1031，包括一个或多个扬声器和/或一个或多个视觉显示屏。用户接口103还包括一个或多个输入装置1032，包括有助于用户输入的用户接口部件，比如键盘、鼠标、麦克风、触屏显示屏、摄像头、其他输入按钮和控件。
59.存储器105可以是可移除的，不可移除的或其组合。示例性的硬件设备包括固态存储器，硬盘驱动器，光盘驱动器等。存储器105可选地包括在物理位置上远离处理器101的一个或多个存储设备。
60.存储器105包括易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。非易失性存储器可以是只读存储器(rom，read only memory)，易失性存储器可以是随机存取存储器(ram，random access memory)。本技术实施例描述的存储器105旨在包括任意适合类型的存储器。
61.在一些实施例中，存储器105能够存储数据以支持各种操作，这些数据的示例包括程序、模块和数据结构或者其子集或超集，本技术实施例中，存储器105中存储有操作系统1051、网络通信模块1052、呈现模块1053、输入处理模块1054及隧道的安全评估装置1055；具体地，
62.操作系统1051，包括用于处理各种基本系统服务和执行硬件相关任务的系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务；
63.网络通信模块1052，用于经由一个或多个(有线或无线)网络接口102到达其他计算设备，示例性的网络接口102包括：蓝牙、无线相容性认证(wifi)、和通用串行总线(usb，universal serial bus)等；
64.呈现模块1053，用于经由一个或多个与用户接口103相关联的输出装置1031(例如，显示屏、扬声器等)使得能够呈现信息(例如，用于操作外围设备和显示内容和信息的用户接口)；
65.输入处理模块1054，用于对一个或多个来自一个或多个输入装置1032之一的一个或多个用户输入或互动进行检测以及翻译所检测的输入或互动。
66.在一些实施例中，本技术实施例提供的隧道的安全评估装置可以采用软件方式实现，图1示出了存储在存储器105中的隧道的安全评估装置1055，其可以是程序和插件等形式的软件，包括以下软件模块：构建模块10551、加速度分析模块10552、振动频率确定模块10553、固有频率计算模块10554及安全评估模块10555，这些模块是逻辑上的，因此根据所实现的功能可以进行任意的组合或进一步拆分。将在下文中说明各个模块的功能。
67.在另一些实施例中，本技术实施例提供的隧道的安全评估装置可以采用硬件方式实现，作为示例，本技术实施例提供的隧道的安全评估装置可以是采用硬件译码处理器形
式的处理器，其被编程以执行本技术实施例提供的隧道的安全评估方法，例如，硬件译码处理器形式的处理器可以采用一个或多个应用专用集成电路(asic，application specific integrated circuit)、dsp、可编程逻辑器件(pld，programmable logic device)、复杂可编程逻辑器件(cpld，complex programmable logic device)、现场可编程门阵列(fpga，field-programmable gate array)或其他电子元件。
68.下面将结合本技术实施例提供的终端的示例性应用和实施，说明本技术实施例提供的隧道的安全评估方法。
69.参见图2，图2是本技术实施例提供的隧道的安全评估方法的一个可选的流程示意图，将结合图2示出的步骤进行说明。
70.步骤201，构建隧道的三维数值模型；
71.步骤202，基于所述三维数值模型，通过频域分析法对隧道内部结构的加速度进行分析，得到结构受激励荷载振动之后的频域分布曲线；
72.步骤203，基于所述频域分布曲线，确定隧道内部结构受激励荷载振动之后的振动频率；
73.步骤204，基于所述三维数值模型，计算隧道内部结构的固有频率；
74.步骤205，根据所述振动频率及所述固有频率，对所述隧道进行安全评估。
75.在实际实施时，终端获取勘察地质信息以及设计图纸，基于勘察地质信息以及设计图纸，建立隧道的精细化三维数值模型。这里，三维数值模型采用地层结构法进行构建。隧道外部地质的模拟依据地勘报告等信息进行。隧道内部结构采用精细化的模拟方案，根据隧道内部结构设计图对口子件、中隔墙、轨道板等主要结构进行精细建模。对于环与环之间以及内部结构之间各部分的连接方式及相互作用，本领域技术人员可以根据隧道的实际作用情况进行进一步考虑。
76.示例性地，参见图3，图3是本技术实施例提供的三维数值模型的一个可选的结构示意图。这里，以一市域铁路工程为例，介绍建立道床-衬砌-土体系统有限元模型的方法。具体地，结合地勘情况以及隧道直径，确定模型尺寸为110m
×
70m
×
50m。其中，三维数值模型包括隧道外围的地质模型301及隧道的隧道本体模型302。这里，对于隧道本体结构，采用单洞双线盾构区间，盾构直径13.6m，管片厚度0.55m，环宽2m，管片采用c60混凝土。环与环之间采用34根m36螺栓连接，管片内设置双层钢筋，外侧主筋混凝土保护层厚度50mm，内侧主筋混凝土保护层厚度40mm，主筋型号采用hrb400e型钢筋，主筋平均间距100mm。隧道底部口子件，采用c40混凝土；隧道中隔墙为倒t形结构，底部与口子件采用m36螺栓连接，间隔330mm，两侧对称放置，每幅共计10个。中隔墙采用c40混凝土。顶部件与衬砌采用两排m20螺栓进行连接，间距400mm，两侧对称放置，每幅共8个。车道板采用实体单元，材料为c40混凝土。参见图4，图4是本技术实施例提供的隧道本体结构的一个可选的结构示意图，隧道本体模型包括顶部件与衬砌连接螺栓401，中隔墙402，衬砌403，口子件404，中隔墙与口子件连接螺栓405，轨道板406及顶部件407。
77.在一些实施例中，所述三维数值模型包括隧道外围的地质模型，所述方法还包括：基于所述地质模型，从所述三维数值模型中确定不满足优质地质条件的多个区段；针对所述多个区段中的每个区段分别进行安全评估。
78.在实际实施时，终端根据实际情况确定运营期隧道动力分析工况。具体地，全面分
析运营期期间隧道结构可能受到的外部荷载和内部构件破坏情况，结合隧道所处不同的地层进行不同的工况分析设计。工况分为两种类型，即常规工况和特殊工况。其中，常规工况是按照盾构隧道设计图纸，根据隧道纵断面情况选取危险程度较高的相关断面进行分析；特殊工况是结合列车运营期间隧道结构可能出现的问题，结合问题对隧道安全进行模拟评估。本技术实施例中，首先，根据常规工况，基于所述地质模型，从所述三维数值模型中确定不满足优质地质条件的多个区段，对多个区段进行安全评估，也即选取隧道穿越地质较差的区段进行分析。分析时对单向、双向行车工况进行分别计算。根据计算结果，选取最不利情况。示例性地，本技术实施例一共选取了3个断面，参见图5a-5c，图5a-5c是本技术实施例提供的三维数值模型的断面的一个可选的结构示意图。其次，以最不利情况为基准，考虑隧道运营期间可能存在的危险。在这里，考虑危险荷载的情况包括列车爆炸荷载、列车冲击荷载以及地面超载；考虑危险结构情况包括顶部节点半失效和顶部节点全失效。通过运营期隧道实际运营情况对上述可能发生的危险进行组合，随后进行分析计算。
79.本技术实施例中，还进一步针对不同的工况设计进行结构的安全评估。对于常规工况细部结构响应分析，需要提取不同隧道内部构件的竖向位移、速度和加速度值，并结合相关规范，判定动力响应的大小是否超限。隧道安全状态可依据隧道结构的加速度、速度、位移以及结构共振情况进行评价。其中加速度、速度和位移等传统动力响应结果评价以现行规范限值为准、或通过精细化数值计算的方式确定。常规的动力响应限值见表1和表2，其中，表1为安全允许振速表，表2为隧道位移变形监测预警值、报警值和控制值表。
80.表1安全允许振速表
81.序号地区安全允许振速开始执行时间1香港2.5cm/s1979年2北京2.5cm/s1969年3上海2.5cm/s1993年4广州2.5cm/s1997年5天津2.5cm/s2003年
82.表2隧道位移变形监测预警值、报警值和控制值
[0083][0084][0085]
本技术实施例中，终端通过对隧道进行结构共振的评估，以确定隧道的安全评估结果。具体地，在步骤202中，终端基于所述三维数值模型，通过频域分析法对隧道内部结构的加速度进行分析，得到结构受激励荷载振动之后的频域分布曲线。在实际实施时，步骤202可以通过如下方式实现：从所述所述三维数值模型中，提取中部截面轮轨接触处的加速度时程曲线；基于所述加速度时程曲线，通过快速傅里叶变换对加速度时程进行频域分析，得到所述频域分布曲线。
[0086]
接着，终端基于频率分别曲线，依据频域分布情况得出隧道内部结构受激励荷载
振动之后的振动频率f1。然后，终端基于所述三维数值模型，计算隧道内部结构的固有频率。具体地，步骤204可以通过如下方式实现：对所述三维数值模型通过线性摄动的方式进行自振，得到多个振型结果；基于多个振型结果，计算隧道内部结构的固有频率。
[0087]
在实际实施时，以第一步所建立的三维数值模型为分析对象，采用线性摄动的方法让其自振，选取前20振型的结果，以动力反应中有最高贡献的高阶振型为准计算结构固有频率f2。
[0088]
接着，终端根据所述振动频率及所述固有频率，对所述隧道进行安全评估。具体地，步骤205可以通过如下方式实现：确定所述振动频率与所述固有频率的频率比；获取动力系数与频率比的关系；基于所述频率比及所述动力系数与频率比的关系，确定相应的动力系数；基于所述动力系数，对所述隧道进行安全评估。
[0089]
具体地，终端结合结构动力学方法，计算结构受荷后振动频率与结构固有频率的频率比β＝f1/f2。根据频率比的值查询动力系数与频率比的关系即可得出对应的动力放大系数d。这里，参见图6，图6是本技术实施例提供的动力系数与频率比的关系的一个可选的示意图。其中，阻尼比ξ的取值与材料有关。
[0090]
在一些实施例中，所述基于所述动力系数，对所述隧道进行安全评估，包括：获得动力系数阈值；当所述动力系数阈值大于或等于动力系数阈值时，确定所述隧道安全评估不通过；当所述动力系数阈值小于动力系数阈值时，确定所述隧道安全评估通过。
[0091]
本技术实施例中，可以将动力系数阈值取值为3。当频率比β位于1附近且ξ小于015时，d≥3时，则表征共振对隧道本体结构存在影响。根据本例分析结果，频率比β为50，则不会产生共振现象。
[0092]
在一些实施例中，对于特殊工况，还进行中隔墙顶部螺栓强度的检算。具体地，所述方法还包括：基于所述三维数值模型，对隧道的中隔墙顶部螺栓强度进行检算，分析中隔墙顶及底部螺栓在列车荷载作用下的动力响应。
[0093]
在实际实施时，以图5a所示的断面为例，取对向列车首尾重合时列车位置前方断面所在位置为研究对象，分析中隔墙顶、底部螺栓在列车荷载作用下的动力响应。基于表3取t＝1.68s时刻螺栓内部最大内力。
[0094]
表3会车列车时螺栓内力
[0095]
位置剪力/kn轴力/kn顶部螺栓2.1615.33底部螺栓0.127.93
[0096]
在实际实施时，主要针对关键节点的应力应变情况和疲劳强度进行验算。关键节点包括中隔墙顶部混凝土、中隔墙顶部螺栓内力等，针对材料强度公式验算结构内力是否超限。取对向列车首尾重合时列车位置前方断面所在位置为研究对象。结构的疲劳强度按下式进行验算，其中正应力幅疲劳计算为：
△
σ＝σ
max-0.7σ
min
。剪应力幅疲劳计算为：
△
τ＝τ
max-0.7τ
min
。
[0097]
其中：
△
σ为构件或连接部位的正应力幅(n/mm2)，σ
max
为计算部位应力循环中的最大拉应力值(取正值)(n/mm2)，σ
min
为计算部位应力循环中的最小拉应力值(取正值)或压应力(取负值)(n/mm2)，
△
τ为构件或连接部位的剪应力幅(n/mm2)，τ
max
为计算部位应力循环中
的最大剪应力值(n/mm2)，τ
min
为计算部位应力循环中的最小剪应力值(n/mm2)，γ
t
为修正系数，取1.0，为正应力幅的疲劳截止线，取37mpa，为剪应力幅的疲劳截止线，取20mpa。
[0098]
在普通螺栓受拉方向承载力计算时，应满足以下公式：
[0099][0100]
其中，de为螺栓有效直径，f
t
为螺栓抗拉强度设计值。受剪承载力设计值应满足：
[0101][0102]
其中，nv为受剪面数目，fv为螺栓抗剪强度设计值。
[0103]
由上式可得，顶部螺栓的受拉和受剪皆符合标准。
[0104]
当螺栓同时受拉和受剪时，其承载力应符合如下公式要求：
[0105][0106]
由该式可知，顶部螺栓的承载能力为：
[0107][0108]
结果满足承载力条件。
[0109]
由于隧道中列车荷载为动力重复荷载，顶部节点螺栓受到动力荷载的重复作用下会产生疲劳，因此需要对顶部螺栓的疲劳强度进行验算。在结构使用寿命期间，顶部螺栓所承受的一个动力循环作用下的最大、最小正应力σ
max
和σ
min
为：σ
max
＝4n
tmax
/πd2＝48.82mpa，σ
min
＝4n
tmin
/πd2＝15.51mpa。则计算部位一个8.8级m20螺栓普通螺栓的正应力幅为：
△
σ＝σ
max-0.7
×
σ
min
＝37.96mpa，则在结构使用寿命期间，能够承受2
×
106次的疲劳往复荷载。按照每30min一班列车的发车间隔，在每日不休息满负荷运营情况下顶部螺栓至少可以正常使用114年。
[0110]
在结构使用寿命期间，顶部螺栓所承受的一个动力循环作用下的最大、最小剪应力τ
max
和τ
min
为：τ
max
＝4n
vmax
/πd2＝8.49mpa，τ
min
＝4n
vmin
/πd2＝0.67mpa，则计算部位一个8.8级m20螺栓普通螺栓的剪应力幅为：顶部螺栓通过剪应力疲劳验算。
[0111]
对于底部螺栓，由于其型号比顶部螺栓更优，受力更小，因此这里不再验算承载能力，仅对疲劳寿命进行验算。在结构使用寿命期间，底部螺栓所承受的一个动力循环作用下的最大、最小正应力σ
max
和σ
min
为：σ
max
＝4n
tmax
/πd2＝11.12mpa，σ
min
＝4n
tmin
/πd2＝10.06mpa。则计算部位一个8.8级m36螺栓普通螺栓的正应力幅为：
△
σ＝σ
max-0.7
×
σ
min
＝4.178mpa，底部螺栓通过正应力疲劳强度验算。在结构使用寿命期间，顶部螺栓所承受的一个动力循环作用下的最大、最小剪应力τ
max
和τ
min
为：τ
max
＝4n
vmax
/πd2＝0.17mpa，τ
min
＝4n
vmin
/πd2＝0.13mpa。则计算部位一个8.8级m20螺栓普通螺栓的剪应力幅为：底部螺栓通过剪应力疲劳验算。
[0112]
本技术实施例通过构建隧道的三维数值模型；基于所述三维数值模型，通过频域分析法对隧道内部结构的加速度进行分析，得到结构受激励荷载振动之后的频域分布曲线；基于所述频域分布曲线，确定隧道内部结构受激励荷载振动之后的振动频率；基于所述三维数值模型，计算隧道内部结构的固有频率；根据所述振动频率及所述固有频率，对所述隧道进行安全评估，通过三维建模并进行相关频率分析，基于振动频率及固有频率对隧道进行安全评估，能够有效实现对隧道整体结构的安全性检测。
[0113]
下面继续说明本技术实施例提供的隧道的安全评估装置1055的实施为软件模块的示例性结构，在一些实施例中，如图1所示，存储在存储器105的隧道的安全评估装置1055中的软件模块可以包括：
[0114]
构建模块10551，用于构建隧道的三维数值模型；
[0115]
加速度分析模块10552，用于基于所述三维数值模型，通过频域分析法对隧道内部结构的加速度进行分析，得到结构受激励荷载振动之后的频域分布曲线；
[0116]
振动频率确定模块10553，用于基于所述频域分布曲线，确定隧道内部结构受激励荷载振动之后的振动频率；
[0117]
固有频率计算模块10554，用于基于所述三维数值模型，计算隧道内部结构的固有频率；
[0118]
安全评估模块10555，用于根据所述振动频率及所述固有频率，对所述隧道进行安全评估。
[0119]
在一些实施例中，所述加速度分析模块10552，还用于从所述所述三维数值模型中，提取中部截面轮轨接触处的加速度时程曲线；基于所述加速度时程曲线，通过快速傅里叶变换对加速度时程进行频域分析，得到所述频域分布曲线。
[0120]
在一些实施例中，所述固有频率计算模块10554，还用于对所述三维数值模型通过线性摄动的方式进行自振，得到多个振型结果；基于多个振型结果，计算隧道内部结构的固有频率。
[0121]
在一些实施例中，所述安全评估模块10555，还用于确定所述振动频率与所述固有频率的频率比；获取动力系数与频率比的关系；基于所述频率比及所述动力系数与频率比的关系，确定相应的动力系数；基于所述动力系数，对所述隧道进行安全评估。
[0122]
在一些实施例中，所述安全评估模块10555，还用于获得动力系数阈值；当所述动力系数阈值大于或等于动力系数阈值时，确定所述隧道安全评估不通过；当所述动力系数阈值小于动力系数阈值时，确定所述隧道安全评估通过。
[0123]
在一些实施例中，所述三维数值模型包括隧道外围的地质模型，所述装置还包括：评估模块，用于基于所述地质模型，从所述三维数值模型中确定不满足优质地质条件的多个区段；针对所述多个区段中的每个区段分别进行安全评估。
[0124]
在一些实施例中，所述装置还包括：动力响应分析模块，用于基于所述三维数值模型，对隧道的中隔墙顶部螺栓强度进行检算，分析中隔墙顶及底部螺栓在列车荷载作用下的动力响应。
[0125]
需要说明的是，本技术实施例装置的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。
[0126]
本技术实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行本技术实施例上述的隧道的安全评估方法。
[0127]
本技术实施例提供一种存储有可执行指令的计算机可读存储介质，其中存储有可执行指令，当可执行指令被处理器执行时，将引起处理器执行本技术实施例提供的方法。
[0128]
在一些实施例中，计算机可读存储介质可以是fram、rom、prom、eprom、eeprom、闪存、磁表面存储器、光盘、或cd-rom等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备。
[0129]
在一些实施例中，可执行指令可以采用程序、软件、软件模块、脚本或代码的形式，按任意形式的编程语言(包括编译或解释语言，或者声明性或过程性语言)来编写，并且其可按任意形式部署，包括被部署为独立的程序或者被部署为模块、组件、子例程或者适合在计算环境中使用的其它单元。
[0130]
作为示例，可执行指令可以但不一定对应于文件系统中的文件，可以可被存储在保存其它程序或数据的文件的一部分，例如，存储在超文本标记语言(html，hypertextmarkuplanguage)文档中的一个或多个脚本中，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或者，存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。
[0131]
作为示例，可执行指令可被部署为在一个计算设备上执行，或者在位于一个地点的多个计算设备上执行，又或者，在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个计算设备上执行。
[0132]
综上所述，通过本技术实施例能够有效进行结构的安全性评估。
[0133]
以上所述，仅为本技术的实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本技术的保护范围之内。