详情

原文传递一种黄土路基注浆盲区的计算方法、装置、设备及介质

专利名称：	一种黄土路基注浆盲区的计算方法、装置、设备及介质
摘要：	本发明提供了一种黄土路基注浆盲区的计算方法、装置、设备及介质，涉及道路维护技术领域，包括利用注浆管从注浆孔向有限元模型内注入不同注浆压力的模拟浆液后，对有限元模型进行双向耦合分析得到不同的浆液扩散区域；利用不同浆液扩散区域的劈裂半径所对应的注浆压力进行曲线拟合后计算得到劈裂半径与注浆压力的关系式；将任意一个浆液扩散区域进行拟合得到包络图，利用劈裂半径对包络图分割，得到浆液扩散曲线的表达式；在浆液扩散区域中划分出若干个注浆盲区，将一个注浆盲区划分为若干个子区域，计算每个注浆盲区子区域的表达式，本发明通过计算出注浆压力与扩散盲区之间的关系式，从而能够根据注浆压力预测浆液在黄土土体中的盲区范围。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	大秦铁路股份有限公司太原高铁工务段
发明人：	令狐勇生;亢国伟;王永红;张国强;郭子兴
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-08T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-10T00:00:00+0800
申请号：	CN202310991406.X
公开号：	CN117034803A
代理机构：	北京集智东方知识产权代理有限公司
代理人：	刘林
分类号：	G06F30/28;G06F30/23;G06F30/13;G06F111/10;G06F119/14;G;G06;G06F;G06F30;G06F111;G06F119;G06F30/28;G06F30/23;G06F30/13;G06F111/10;G06F119/14
申请人地址：	030031 山西省太原市小店区北营村北路
主权项：	1.一种黄土路基注浆盲区的计算方法，其特征在于，包括：获取黄土体力学参数，在流体力学软件中建立有限元模型，根据所述黄土体力学参数向有限元模型内填充黄土颗粒；在有限元模型上确定注浆孔的位置和数量，利用注浆管从注浆孔向有限元模型内注入不同注浆压力的模拟浆液后，对有限元模型进行双向耦合分析得到不同的浆液扩散区域；利用不同浆液扩散区域的劈裂半径所对应的注浆压力进行曲线拟合后计算得到劈裂半径与注浆压力的关系式；将任意一个浆液扩散区域进行拟合得到包络图，利用劈裂半径对包络图分割，并基于分割结果进行几何分析得到浆液扩散曲线的表达式；在浆液扩散区域中划分出若干个注浆盲区，将任意一个注浆盲区划分为若干个子区域，利用浆液扩散曲线的表达式依次计算每个注浆盲区的全部子区域的表达式。 2.根据权利要求1所述的黄土路基注浆盲区的计算方法，其特征在于,利用劈裂半径对包络图分割成几何分析得到浆液扩散曲线的表达式，包括：以每个注浆孔的中心为原点，离散出与注浆孔对应的扩散子区域，其中，每个子扩散区域的形状相同、且由两条对称的浆液扩散曲线构成，所述浆液扩散曲线由对数曲线和圆曲线构成；将曲线导入绘图软件中统计分析得到对数曲线的破裂半径与圆曲线的破裂半径的第一比值和对数曲线两端点的坐标；根据第一比值和对数曲线两端点的坐标分别计算得到对数曲线方程和圆曲线方程。 3.根据权利要求1所述的黄土路基注浆盲区的计算方法，其特征在于,在包络图中划分出若干个注浆盲区，包括：以注浆管的中心为圆心、浆液扩散区域的劈裂半径为半径拟合出圆形区域；将圆形区域中相邻两个子扩散区域之间的区域作为注浆盲区，其中，每个注浆盲区的形状相同，相邻两个子扩散区域相互对称。 4.根据权利要求3所述的黄土路基注浆盲区的计算方法，其特征在于,将任意一个注浆盲区划分为若干个子区域，包括：选取相邻两个子扩散区域中的其中一个子扩散区域作为参考区域、另一个作为对称区域；将参考区域对应的注浆孔作为原点、参考区域的对称轴作为横轴建立坐标系；确定对称区域中靠近对称区域一侧的对数曲线与圆曲线的第一交点、圆曲线与垂直线的切线点以及参考区域中对数曲线与圆曲线的第二交点；分别以第一交点、切线点以及第二交点作垂线，得到第一垂线、第二垂线以及第三垂线；利用坐标系的竖轴、第一垂线、第二垂线以及第三垂线将注浆盲区划分为6个子区域。 5.一种黄土路基注浆盲区的计算装置，其特征在于，包括：模型建立模块：用于获取黄土体力学参数，在流体力学软件中建立有限元模型，根据所述黄土体力学参数向有限元模型内填充黄土颗粒；模拟模块：用于在有限元模型上确定注浆孔的位置和数量，利用注浆管从注浆孔向有限元模型内注入不同注浆压力的模拟浆液后，对有限元模型进行双向耦合分析得到不同的浆液扩散区域；拟合模块：用于利用不同浆液扩散区域的劈裂半径所对应的注浆压力进行曲线拟合后计算得到劈裂半径与注浆压力的关系式；分割模块：用于将任意一个浆液扩散区域进行拟合得到包络图，利用劈裂半径对包络图分割，并基于分割结果进行几何分析得到浆液扩散曲线的表达式；计算模块：用于在浆液扩散区域中划分出若干个注浆盲区，将任意一个注浆盲区划分为若干个子区域，利用浆液扩散曲线的表达式依次计算每个注浆盲区的全部子区域的表达式。 6.根据权利要求5所述的黄土路基注浆盲区的计算装置，其特征在于，所述分割模块包括：离散单元：用于以每个注浆孔的中心为原点，离散出与注浆孔对应的扩散子区域，其中，每个子扩散区域的形状相同、且由两条对称的浆液扩散曲线构成，所述浆液扩散曲线由对数曲线和圆曲线构成；分析单元：用于将曲线导入绘图软件中统计分析得到对数曲线的破裂半径与圆曲线的破裂半径的第一比值和对数曲线两端点的坐标；第一计算单元：用于根据第一比值和对数曲线两端点的坐标分别计算得到对数曲线方程和圆曲线方程。 7.根据权利要求5所述的黄土路基注浆盲区的计算装置，其特征在于，所述计算模块包括：拟合单元：用于以注浆管的中心为圆心、浆液扩散区域的劈裂半径为半径拟合出圆形区域；第一选取单元：用于将圆形区域中相邻两个子扩散区域之间的区域作为注浆盲区，其中，每个注浆盲区的形状相同，相邻两个子扩散区域相互对称。 8.根据权利要求7所述的黄土路基注浆盲区的计算装置，其特征在于，所述计算模块包括：第二选取单元：用于选取相邻两个子扩散区域中的其中一个子扩散区域作为参考区域、另一个作为对称区域；坐标系建立单元：用于将参考区域对应的注浆孔作为原点、参考区域的对称轴作为横轴建立坐标系；确定单元：用于确定对称区域中靠近对称区域一侧的对数曲线与圆曲线的第一交点、圆曲线与垂直线的切线点以及参考区域中对数曲线与圆曲线的第二交点；分别以第一交点、切线点以及第二交点作垂线，得到第一垂线、第二垂线以及第三垂线；划分单元：用于利用坐标系的竖轴、第一垂线、第二垂线以及第三垂线将注浆盲区划分为6个子区域。 9.一种黄土路基注浆盲区的计算设备，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述黄土路基注浆盲区的计算方法的步骤。 10.一种可读存储介质，其特征在于：所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述黄土路基注浆盲区的计算方法的步骤。
所属类别：	发明专利