(19)中华 人民共和国 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 202111412333.1 (22)申请日 2021.11.25 (71)申请人 中南林业科技大 学 地址 410004 湖南省长 沙市韶山 南路498号 (72)发明人 谢忠球　张新胜　吴敬龙　胡卓　 (74)专利代理 机构 重庆信必达知识产权代理有 限公司 5 0286 代理人 刘会锋 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01) E02D 33/00(2006.01) E02D 29/00(2006.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 交通荷载下管廊非线性动力与环境介质耦 合的测定方法 (57)摘要 本发明属于建筑评价技术领域， 公开了一种 交通荷载下管廊非线性动力与环境介质耦合的 测定方法， 包括： 通过 足尺模型试验、 三维数值模 型、 理论研究， 并结合现场试验验证， 确定 软土地 基中典型预制管廊结构在交通荷载作用下的动 力响应规律， 明确交通荷载作用下软土 ‑管廊系 统能量传递过程， 得到软土地基中预制管廊结构 受力机理、 变形、 强度和刚度特征； 构建 交通荷载 下软土地基中预制综合管廊动力响应特性分析 模型， 确定软土地基预制综合管廊结构的分析体 系和计算方法， 确定控制指标， 进行交通荷载下 软土地基中电力管廊非线性动力与环境介质耦 合的评价。 本发明能够为管廊设计、 施工及结构 性态风险评估等 提供理论依据。 权利要求书2页 说明书10页 附图2页 CN 114139417 A 2022.03.04 CN 114139417 A 1.一种交通荷载下管廊非线性动力与环境介质耦合的测定方法， 其特征在于， 所述交 通荷载下管廊非线性动力与环境介质耦合的测定方法包括： 通过足尺模型试验、 三维数值 模型、 理论研究， 并结合现场试验验证， 确定软土地基中典型预制管廊结构在交通荷载作用 下的动力响应规律， 明确交通荷载作用下软土 ‑管廊系统 能量传递过程， 得到软土地基中预 制管廊结构受力机理、 变形、 强度和刚度特征； 构建交通荷载下软土地基中预制综合管廊动 力响应特性分析模型， 确定软土地基预制综合管廊结构的分析体系和计算方法， 确定控制 指标， 进行交通荷载 下软土地基中电力管廊非线性动力与环境介质耦合的评价。 2.如权利要求1所述交通荷载下管廊非线性动力与环境介质耦合的测定方法， 其特征 在于， 所述交通荷载下管廊非线性动力与环境介质耦合的测定方法还包括： 确定交通荷载 下软土地基中预制综合管廊动力响应特性； 确定交通荷载下软土地基中预制管廊系统 能量 传递及变形机制； 确定交通荷载下软土地基中地下综合管廊分析体系和计算方法， 进行交 通荷载下软土地基中电力管廊非线性动力与环境介质耦合的评价。 3.如权利要求2所述交通荷载下管廊非线性动力与环境介质耦合的测定方法， 其特征 在于， 所述确定交通荷载下软土地基中预制综合管廊动力 响应特性包括： 基于大比例尺模 型试验， 确定预制综合管廊典型结构在交通荷载作用下动力相互作用体系的动力响应特 性， 分别从土层性质、 车辆载重、 车辆动荷载系数、 管廊 至车道距离和管廊覆土埋深方面， 分 析相关参数变化时典型预制拼装管廊结构纵向与横向受力、 变形特性及其变化规律， 确定 其响应作用机理， 建立交通荷载下软土地基中预制综合管廊动力响应特性分析模型及理论 计算方法。 4.如权利要求2所述交通荷载下管廊非线性动力与环境介质耦合的测定方法， 其特征 在于， 所述确定交通荷载下软土地基中预制管廊系统能量传递及变形机制包括： 在模型试 验的基础上， 基于能量原理， 对软土 ‑管廊非线性系统进行三维精细化建模分析， 明确研究 交通荷载作用下软土 ‑管廊系统能量传递过程， 确定软土地基中典型预制管廊结构受力变 形模式包括管廊典型接 头结构的损伤破坏机理。 5.如权利要求2所述交通荷载下管廊非线性动力与环境介质耦合的测定方法， 其特征 在于， 所述确定交通荷载下软土地基中地下综合管廊分析体系和计算方法包括： 基于弹塑 性理论、 土 ‑管廊相互作用， 分析土压力、 预制管廊结构内力随时间的变化规律， 通过精细化 有限元模 型数值仿真分析， 确定软土地基中预制管廊结构 变形、 强度和刚度特征， 建立软土 地基预制综合管廊结构的分析体系 、 模型和计算方法， 确定控制指标。 6.如权利要求1所述交通荷载下管廊非线性动力与环境介质耦合的测定方法， 其特征 在于， 所述交通荷载 下管廊非线性动力与环境介质耦合的测定方法包括以下步骤： 步骤一， 通过对物理模型进行动力加载试验， 分析模型在交通荷载作用下的应力、 位 移、 变形发展模式与破坏机理； 步骤二， 确定软土地基条件下预制装配式综合管廊的建模方法， 建立地下综合管廊结 构力学分析模型； 通过三维动力弹塑性有限元分析， 分析相关因素影响下软土地基中预制 管廊在非对称交通荷载作用下的结构内力随时间的变化特性； 步骤三， 对典型接缝进行精细化建模分析， 系统研究典型接缝在非对称交通荷载作用 下的受力和变形， 分析 管廊接头的损伤破坏机理、 接缝破坏模式； 步骤四， 建立实体模型， 利用物理模拟分析实 际交通荷载下预制装配式管廊典型结构权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114139417 A 2的动力响应特征， 全面反映实际交通荷载下软土地基中预制管廊三维空间的动力学特征， 刻画管廊结构三维全空间中的受力变形 特性。 7.如权利要求6所述交通荷载下管廊非线性动力与环境介质耦合的测定方法， 其特征 在于， 步骤二中， 所述软土地基条件下预制装配式综合管廊的建模方法包括土体本构模型 的选取、 混凝土损伤塑性模型参数的确定、 人工边界条件的建立、 土 ‑管廊相互作用的模拟 以及交通荷载的输入方法。 8.一种接收用户输入程序存储介质， 所存储的计算机程序使电子设备执行如权利要求 1‑7任意一项所述交通荷载 下管廊非线性动力与环境介质耦合的测定方法， 包括下列步骤： 步骤一， 通过对物理模型进行动力加载试验， 分析模型在交通荷载作用下的应力、 位 移、 变形发展模式与破坏机理； 步骤二， 确定软土地基条件下预制装配式综合管廊的建模方法， 建立地下综合管廊结 构力学分析模型； 通过三维动力弹塑性有限元分析， 分析相关因素影响下软土地基中预制 管廊在非对称交通荷载作用下的结构内力随时间的变化特性； 步骤三， 对典型接缝进行精细化建模分析， 系统研究典型接缝在非对称交通荷载作用 下的受力和变形， 分析 管廊接头的损伤破坏机理、 接缝破坏模式； 步骤四， 建立实体模型， 利用物理模拟分析实 际交通荷载下预制装配式管廊典型结构 的动力响应特征， 全面反映实际交通荷载下软土地基中预制管廊三维空间的动力学特征， 刻画管廊结构三维全空间中的受力变形 特性。 9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品， 包括计算机可读程序， 供于电子 装置上执行时， 提供用户输入接口以实施如权利要求1 ‑7任意一项所述交通荷载下管廊非 线性动力与环境介质耦合的测定方法。 10.一种信息数据处理终端， 其特征在于， 所述信息数据处理终端用于实现如权利要求 1‑7任意一项所述交通荷载 下管廊非线性动力与环境介质耦合的测定方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114139417 A 3