隔水帷幕厚度确定方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本公开提供一种隔水帷幕厚度确定方法、装置、电子设备及存储介质，旨在实现隔水帷幕厚度的确定，属于地下水控制。

背景技术：

1、地下水控制，是地下空间开发中无法避免的重要课题。在城市浅部地下空间开发方面已有较为成熟的地下水控制技术，而城市深部空间的地下水控制，尚属于新的课题，亟需技术探索。

2、在进行城市地下空间的施工过程中，需要设置隔水帷幕，来隔绝岩体中的地下水与施工区域的渗透路径，维持施工区域的无水环境。常用的隔水帷幕，主要包含注浆、高压喷射、深层搅拌、冻结等类别。各类隔水帷幕施作后，不仅大幅降低了围岩的渗透系数，起到隔水效果，同时也提高了原状岩体的粘聚力、内摩擦角、变形模量等物理力学参数，具备加固作用。而当前工程设计中，往往通过施工者的经验从减小原状岩体渗透性能角度考虑隔水帷幕的施作厚度，较少结合其加固后的强度性能。

3、隔水帷幕厚度取值过高，增大了工程项目的投资，取值偏低，则会导致加固后岩体强度不能满足设计要求，给城市深部地下空间施工的安全性带来巨大的风险。因此，研究满足同时渗透性能要求和强度性能要求的隔水帷幕厚度具有重要意义。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供了提高隔水帷幕厚度确定精准性的隔水帷幕厚度确定方法、装置、电子设备及存储介质。

2、根据本公开的第一个方面，提供了一种隔水帷幕厚度确定方法，包括：准备步骤：获取隧道工程的参数；参数包括隧道的地质参数；建模步骤：获取隔水帷幕的厚度；根据地质参数与隔水帷幕厚度建立隧道工程有限元模型；通过隧道工程有限元模型模拟隧道工程的工况，得到隧道工程有限元模型的塑性区分布图和收敛位移云图；调整步骤：根据塑性区分布图和收敛位移云图检测隔水帷幕的厚度是否满足性能要求；若是，则减小隔水帷幕的厚度，并再次执行建模步骤和调整步骤，直至检测出厚度不满足性能要求时将前一厚度作为确定厚度；若否，则增大隔水帷幕的厚度，执行建模步骤和调整步骤，直至当厚度满足性能要求时将前一厚度作为确定厚度。

3、根据本公开的实施例，性能要求为塑性区未贯穿隔水帷幕和收敛位移小于预设变形量。

4、根据本公开的实施例，获取隔水帷幕的厚度包括：获取隔水帷幕的粘聚力；根据隧道工程的参数和隔水帷幕的粘聚力，获取隔水帷幕的厚度。

5、根据本公开的实施例，获取隧道工程的参数至少包括：获取地下水的深度；获取岩石的压缩模量、密度、泊松比、粘聚力、摩擦、宽度；获取土壤的压缩模量、密度、泊松比、摩擦、宽度；获取冻结区的压缩模量、密度、泊松比、半径；获取隔水帷幕的压缩模量、密度、泊松比、半径；获取隧道的半径、深度、长度。

6、根据本公开的实施例，建立隧道工程有限元模型包括：根据隧道工程的参数，依次建立隧道有限元模型、冻结区有限元模型、隔水帷幕有限元模型、岩石有限元模型、土壤有限元模型。

7、根据本公开的实施例，通过隧道工程有限元模型模拟隧道工程的工况，包括：初始化隧道有限元模型的边界条件与初始状态；计算随开挖时程变化的主应力曲线、随开挖时程变化的收敛位移曲线；通过随开挖时程变化的主应力曲线得到隧道工程有限元模型的塑性区分布图，通过随开挖时程变化的收敛位移曲线得到收敛位移云图。

8、本公开的第二方面提供了一种隔水帷幕厚度确定装置，配置为能够用于实现上述的隔水帷幕厚度确定方法，包括：准备模块，用于获取隧道工程的参数；参数包括隧道的地质参数；建模模块，用于获取隔水帷幕的厚度；根据参数与隔水帷幕厚度建立隧道工程有限元模型；通过隧道工程有限元模型模拟隧道工程的工况，得到隧道工程有限元模型的塑性区分布图和收敛位移云图；调整模块，用于根据塑性区分布图和收敛位移云图检测是否满足性能要求；若是，则减小隔水帷幕的厚度，执行建模步骤；当厚度不满足性能要求，将前一厚度作为确定厚度；若否，则增大隔水帷幕的厚度，执行建模步骤；当厚度满足性能要求，将前一厚度作为确定厚度。

9、本公开的第三方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述隔水帷幕厚度确定方法。

10、本公开的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述隔水帷幕厚度确定方法。

11、根据本公开提供的隔水帷幕厚度确定方法，通过获取参数、建模、调整厚度，提供了一种隔水帷幕厚度计算的方案，由于量化了隔水帷幕渗透性能与强化性能的指标，因此，至少部分地解决了通过经验判断隔水帷幕存在误差，不考虑强度性能的技术问题，实现了得到满足性能要求的隔水帷幕的技术效果。

技术特征：

1.一种隔水帷幕厚度确定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的隔水帷幕厚度确定方法，其中，所述性能要求为所述塑性区未贯穿所述隔水帷幕和所述收敛位移小于预设变形量。

3.根据权利要求1所述的隔水帷幕厚度确定方法，其中，所述获取隔水帷幕的厚度包括：

4.根据权利要求1所述的隔水帷幕厚度确定方法，其中，所述获取隧道工程的参数至少包括：

5.根据权利要求1所述的隔水帷幕厚度确定方法，其中，所述建立隧道工程有限元模型包括：

6.根据权利要求1所述的隔水帷幕厚度确定方法，其中，所述通过所述隧道工程有限元模型模拟隧道工程的工况，包括：

7.一种隔水帷幕厚度确定装置，其特征在于，配置为能够用于实现权利要求1～6任一项所述的隔水帷幕厚度确定方法，包括：

8.一种电子设备，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行根据权利要求1～6中任一项所述的方法。

技术总结
本公开提供了一种隔水帷幕厚度确定方法，其特征在于，包括：准备步骤：获取隧道工程的参数；参数包括隧道的地质参数；建模步骤：获取隔水帷幕的厚度；根据参数与隔水帷幕厚度建立隧道工程有限元模型；通过隧道工程有限元模型模拟隧道工程的工况，得到隧道工程有限元模型的塑性区分布图和收敛位移云图；调整步骤：根据塑性区分布图和收敛位移云图检测是否满足性能要求；若是，则减小隔水帷幕的厚度，执行建模步骤；当厚度不满足性能要求，将前一厚度作为确定厚度；若否，则增大隔水帷幕的厚度，执行建模步骤；当厚度满足性能要求，将前一厚度作为确定厚度。本公开通过建模、调整和量化性能指标，精确确定了隔水帷幕厚度。

技术研发人员：曹珂,于群丁,石林,谢俊,黄振科,安晓晓,董俊,陈远洲,林作忠,熊朝辉,周兵,王华兵,向贤华,毛良根,陈剑伟,闫顺,邢琼
受保护的技术使用者：中铁第四勘察设计院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19