(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210869360.X (22)申请日 2022.07.22 (71)申请人 新疆额尔齐斯河投资开发 （集团） 有 限公司 地址 830000 新疆维吾尔自治区乌鲁 木齐 市水磨沟区安居南路197号 申请人 盾构及掘进技 术国家重点实验室 　 北京交通大 学 (72)发明人 郭新强　焦一峰　那木苏荣 　 肖逸飞　汤伟华　李凤远　王利明　 谭忠盛　来海祥　周振梁　 (74)专利代理 机构 北京慧加伦知识产权代理有 限公司 16 035 专利代理师 李强(51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 围岩稳定性评价方法及装置 (57)摘要 本申请公开了一种 围岩稳定性评价方法及 装置， 本申请方法包括根据隧道施工现场数据建 立模拟隧道施工的施工模型； 基于施工模型获取 隧道围岩的主评价指标和次评价指标， 主评价指 标包括围岩安全系数和围岩变形值， 次评价指标 包括初期支护结构应力值和塑性区分布情况； 分 别判断围岩安全系数、 围岩变形值、 初期支护结 构应力值、 塑性区分布情况是否满足指标评定标 准； 根据判断的结果对隧道围岩的稳定性进行评 价。 本申请解决如何更准确的评价隧道围岩稳定 性。 权利要求书2页 说明书10页 附图3页 CN 115455523 A 2022.12.09 CN 115455523 A 1.一种围岩稳定性评价方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 根据隧道 施工现场数据建立模拟隧道 施工的施工模型； 基于所述施工模型获取隧道围岩的主评价指标和次评价指标， 所述主评价指标包括围 岩安全系数和围岩变形值， 所述次评价指标包括初期支护结构应力值和塑性区分布情况； 分别判断所述围岩安全系数、 所述围岩变形值、 所述初期支护结构应力值、 所述塑性 区 分布情况 是否满足指标评 定标准； 根据所述判断的结果对所述隧道围岩的稳定性进行评价。 2.根据权利要求1所述的围岩稳定性评价方法， 其特征在于， 所述根据 所述判断的结果 对所述隧道围岩的稳定性进行评价包括： 若所述围岩安全系数和所述围岩变形值都不满足所述指标评定标准， 则确定所述隧道 围岩不稳定； 若所述围岩安全系数或所述围岩变形值不满足所述指标评定标准， 则确定所述隧道围 岩在预设时段内存在不稳定风险； 若所述围岩安全系数和所述围岩变形值都满足所述指标评定标准， 且所述初期支护结 构应力值或所述 塑性区分布情况不满足所述指标评定标准， 则确定所述隧道围岩需要加强 初期支护； 若所述围岩安全系数和所述围岩变形值都满足所述指标评定标准， 且所述初期支护结 构应力值和所述塑性区分布情况也满足所述指标评 定标准， 则确定所述隧道围岩稳定 。 3.根据权利要求1所述的围岩稳定性评价方法， 其特征在于， 所述基于所述施工模型获 取隧道围岩的主评价指标和次评价指标包括： 根据强度折减系数法计算所述围岩安全系数； 对所述施工模型中的隧道典型断面的围岩位移进行监测， 并根据监测数据获取围岩变 形峰值； 对所述施工模型中的初期支护结构的应力进行监测， 获取 所述初期支护结构应力值； 根据所述施工模型对应的围岩塑性区分布云图确定所述塑性区分布情况。 4.根据权利要求3所述的围岩稳定性评价方法， 其特征在于， 所述分别判断所述围岩安 全系数、 所述围岩 变形值、 所述初期支护结构 应力值、 所述 塑性区分布情况是否满足指标评 定标准包括： 判断所述围岩安全系数 是否大于所述指标评 定标准中的围岩安全系数 标准值； 以及， 判断所述围岩变形峰值是否小于所述指标评 定标准中的围岩变形峰值； 以及， 判断所述初期支护结构应力值是否小于所述指标评定标准中的支护结构的应力极限 值； 以及 判断所述塑性区分布情况 是否满足所述指标评 定标准中的不发生塑性区贯 通。 5.根据权利要求1所述的围岩稳定性评价方法， 其特征在于， 所述根据强度折减系数法 计算所述围岩安全系数包括： 选取任一折减系数作为初始强度折减系数， 根据 所述初始强度折减系数对隧道围岩的 强度参数进行折减； 将折减后的强度参数作为计算 参数进行有限元计算； 若所述有限元计算收敛， 则按照预设增加原则增加初始强度折减系数， 并根据增加后权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115455523 A 2的初始强度折减系数对所述强度参数进行重新 折减； 将重新折减后的强度参数作为计算参数进行所述有限元计算， 将所述有限元计算在收 敛和不收敛的边界时对应的强度折减系数确定为所述围岩安全系数。 6.根据权利要求1所述的围岩稳定性评价方法， 其特征在于， 所述根据隧道施工现场数 据建立模拟隧道 施工的施工模型包括： 获取所述隧道 施工现场数据； 基于仿真软件FLAC 3D和所述隧道 施工现场数据建立所述施工模型。 7.一种围岩稳定性评价装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 建立单元， 用于根据隧道 施工现场数据建立模拟隧道 施工的施工模型； 获取单元， 用于基于所述施工模型获取隧道围岩的主评价指标和次评价指标， 所述主 评价指标包括围岩安全系数和围岩变形值， 所述次评价指标包括初期支护结构 应力值和塑 性区分布情况； 判断单元， 用于分别判断所述围岩安全系数、 所述围岩变形值、 所述初期支护结构应力 值、 所述塑性区分布情况 是否满足指标评 定标准； 评价单元， 用于根据所述判断的结果对所述隧道围岩的稳定性进行评价。 8.根据权利要求7 所述的围岩稳定性评价装置， 其特 征在于， 所述评价单 元， 包括： 第一评价模块， 用于若所述围岩安全系数和所述围岩变形值都不满足所述指标评定标 准， 则确定所述隧道围岩不稳定； 第二评价模块， 用于若所述围岩安全系数或所述围岩变形值不满足所述指标评定标 准， 则确定所述隧道围岩在预设时段内存在不稳定风险； 第三评价模块， 用于若所述围岩安全系数和所述围岩变形值都满足所述指标评定标 准， 且所述初期支护结构应力值或所述塑性区分布情况不满足所述指标评定标准， 则确定 所述隧道围岩需要加强初期支护； 第四评价模块， 用于若所述围岩安全系数和所述围岩变形值都满足所述指标评定标 准， 且所述初期支护结构应力值和所述塑性区分布情况也满足所述指标评定标准， 则确定 所述隧道围岩稳定 。 9.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质存储有计算机指 令， 所述计算机指 令用于使所述计算机执行权利要求 1至7中任意一项 所述的围岩稳定性评 价方法。 10.一种电子设备， 其特征在于， 包括： 至少一个处理器； 以及与 所述至少一个处理器通 信连接的存储器； 其中， 所述存储器存储有 可被所述至少一个处理器执行的计算机程序， 所 述计算机程序被所述至少一个处理器执行， 以使 所述至少一个处理器执行权利要求 1至7中 任意一项所述的围岩稳定性评价方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115455523 A 3