CN107423517A - 一种地下空间工程不同断面形状的优化方法 - Google Patents

一种地下空间工程不同断面形状的优化方法 Download PDF

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施博
陈登红
周可凡
胡蕾
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Abstract

本发明公开了一种地下空间工程不同断面形状的优化方法。该优化方法将数值模拟、数据分析软件搭载在可视化操作软件之上。通过在VB后台编译代码实现开挖模型的自动建立、赋值运算登3个子窗口：在模型建模窗口中，输入建模参数，系统自动建模；并把模型参数输出至文本文件，供数据分析、稳定性分析软件使用；在赋值运算窗口中，由下拉菜单勾选或手动输入岩性参数；在稳定性分析窗口中，显示受地心应力的围岩受力及松散破坏情况。

Description

一种地下空间工程不同断面形状的优化方法
背景技术
本发明涉及地下空间工程安全监测技术领域，具体涉及一种地下空间工程不同断面形状的优化方法。
随着经济社会的迅猛发展，现有的生活、交通、商业等基础设施因城市空间的局限已经跟不上城市发展的脚步，尤其不能满足人口大国的日常需求。人们将目光集中没有得到合理开发与利用的地下空间资源上，但是安全事故也伴随着城市地下空间工程的发展而不断发生造成经济损失严重，社会影响恶劣，地下空间工程的安全生产尤为重要。地下空间工程施工事故中土方(结构)坍塌是岩土工程中的一种常见现象。准确、快速分析产生土方(结构)坍塌影响，有利于提高我国城市地下空间工程开发、利用、建设、管理水平。
本发明提供了一种可根据不同开发深度、地质岩性参数及开挖步距等因素，通过简单的可视化操作对实际情况进行迅速分析的方式，通过对开挖现场区赋值、建模、计算与结果可视化分析能有效解决巷道的科学研究比较复杂，已有的稳定性评价多基于实测资料、经验判断、模型实验，缺乏针对性与有效性等方面的不足。
发明内容
针对现有技术的不足，本优方法程提供了一种易操作、可视化的分析方法，很好的解决了上述不足。本方法巧妙地将tecplot、Flac3d，搭载在Visual Basic 6.0(后简化为VB)平台上。以VB为优化过程的基础和主体，利用FLAC3D和Tecplot进行辅助建模和结果的分析与展示。VB窗口化的操作环境大大简化了直接建模的难度，FLAC3D和Tecplot对结果进行的一定后处理使结果更加直观形象。即将数值模拟软件嵌套在VB可视化窗口中，最后利用数据分析软件将结果直观展现。
本方法分为三大部分：1.建模窗口：相关开挖尺寸参数通过数值模拟软件的Fish语言习惯写入代码窗口。2.赋值窗口：依次根据下拉菜单选择或手动填入覆岩的岩性参数、开挖巷道埋深，步距(输入参数不合理时系统会进行逾值报错)、设置运算步距后，模拟软件自动加载垂直应力与水平测压系数。3.应力切片分析窗口：显示不同切面应力云图，结合TECPLOT应力云图进行分析与处理，最后得出地下空间工程的等效开挖区。
本方法包含了VB可视化操作界面、FLAC3D数值模拟计算与Tecplot后处理的诸多优点，通过VB窗体的数据交互、程序控制等功能，结合FLAC3D的Fish语言习惯编写相应代码，利用Tecplot强大的数据分析能力进行后处理，实现了地下空间开挖的自动加载、建模、简化计算与结果分析，达到了准确、高效、直观的分析地下空间工程断面优化的目的，为后续巷道稳定性控制和空间工程开挖开辟了一个新的天地。
附图说明
图1是本发明的操作流程图
图2是本发明实施例一简化系数参照窗口
图3是本发明实施例一巷道等效开挖(个例)示意窗口
图4是本发明实施例一模型建模及岩性参数输入窗口
图5是本发明实施例一断面优化结果窗口
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅以方便清晰的辅助说明本发明实施例的目的。
在图1中，简述了按本发明的操作流程设计地下空间工程不同断面形状的优化方法。
在图2中，通过修正系数的处理将其他形状的断面简化成圆形断面。
在图3中，将巷道等效开挖区域图示出来，便于操作者了解系统优化方法。(举例半圆拱形开挖断面)
在图4中，包含图2输入的修正系数，模型尺寸以及通过下拉菜单选取或手动依次输入的覆岩岩性参数。
在图5中，结果图后处理为包含直接显示应力及位移等值线的量值的结果分析的示意图。

Claims (6)

1.一种地下空间工程不同断面形状的优化方法，其特征在于：将tecplot、Flac3d，搭载在Visual Basic 6.0(后简化为VB)平台上，其运算过程在于，圆形截面＝其他断面形状*修正系数，从而实现，通过VB加载编程代码实现不同形状断面自动绘制。
2.根据权利要求1所述的一种地下空间工程不同断面形状的优化方法，其特征在于，对地下空间工程不同断面的简化分析，通过各个断面修正系数，略去不同断面的“无效加固区”，合理的将断面形状简化为圆形。
3.根据权利要求1所述的一种地下空间工程不同断面形状的优化方法，其特征在于，利用了VB的可视化操作界面，将原本复杂的建模，开挖及断面数据运算分析，普及至非专业技术人员使用。
4.根据权利要求1所述的一种地下空间工程不同断面形状的优化方法，其特征在于，操作人员可以根据不同的地质特点，手动输入岩性参数，也可提前录入以便非专业技术人员分析操作。
5.根据权利要求1所述的一种地下空间工程不同断面形状的优化方法，其特征在于，通过数值分析软件实现自动建模、赋值、加载、计算得到开挖后不同形状的开挖截面。
6.根据权利要求1所述的一种地下空间工程不同断面形状的优化方法，其特征在于，利用后处理软件对计算结果进行数据处理，实现开挖后不同断面云图的自动绘制，使得分析结果简明、易懂。
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