(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 202210801408.3 (22)申请日 2022.07.08 (71)申请人 山东建筑大学 地址 250100 山东省济南市历城区临港开 发区凤鸣路 申请人 中铁十四局集团隧道工程有限公司 　 山东建筑大学工程鉴定加固研究院 有限公司 (72)发明人 吴圣智　谢宏强　梁尔斌　王军　 王志康　邵广彪　刘志坚　谭相波　 王炳禄　魏元津　韩健勇　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 闫圣娟(51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/13(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种密贴下穿既有车站主动顶升力确定方 法 (57)摘要 本发明涉及一种密贴下穿既有车站主动顶 升力确定方法， 包括以下步骤： 获取既有车站和 新建车站的设计参数， 获取施工场地的地质参 数； 根据设计参数、 地质参数和Mindlin解计算模 型， 得到既有车站受到主动顶升力的应力解表达 式， 得出在竖向荷载P的作用下， 半无限空间体内 任一点的应力解， 将竖向荷载P换做作用于既有 车站的竖向荷载， 并在开挖区域内进行积分， 得 到既有车站竖向应力解； 根据弹性地基梁模型的 微分方程得到既有车站挠度与应力解的关系表 达式； 根据弹性地基梁两端的边界条件， 将既有 车站受到主动顶升力的应力解表达式， 代入到既 有车站挠度与应力解的关系表达式中， 得到控制 既有车站挠度的主动顶升力。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115203794 A 2022.10.18 CN 115203794 A 1.一种密贴下穿既有车站主动顶升力确定方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 获取既有车站和新建车站的设计参数， 获取施工场地的地质参数； 根据设计参数、 地质参数和Mindlin解计算模型， 得到既有车站受到主动顶升力的应力 解表达式， 得出在竖向荷载P的作用下， 半无限空间体内任一点的应力解σz， 将竖向荷载P 换 做作用于既有车站的竖向荷载， 并在开挖区域内进行积分， 得到既有车站竖向应力解σy； 根据弹性 地基梁模型的微分方程得到既有车站挠度与应力解σy的关系表达式； 根据弹性地基梁两端的边界条件， 将既有车站受到主动顶升力的应力解表达式， 代入 到既有车站挠度与应力解σy的关系表达式 中， 得到控制既有车站挠度的主动顶升力。 2.如权利要求1所述的一种密 贴下穿既有车站主动顶升力确定方法， 其特征在于： 所述 弹性地基梁模型为， 将既有车站简化为一段均质的长梁， 其中承受开挖扰动的区域为长度 为L的隔离体， 梁上部承受因土方开挖产生的卸荷应力P1， 新建车站宽度为l0， 长度为L的隔 离体在l0范围内施加主动顶升力P2。 3.如权利要求1所述的一种密 贴下穿既有车站主动顶升力确定方法， 其特征在于： 在某 一竖向荷载P的作用下， 半无限空间体内任一 一点的竖向应力解σz的表达式为： 其中， μ0为土体的泊松比， d为荷载作用的深度， R1和R2分别是荷载作用点(0,0,d)以及 相对于地 面的对称点(0,0, ‑d)到任一 点(x,y,z)的距离 。 4.如权利要求1所述的一种密 贴下穿既有车站主动顶升力确定方法， 其特征在于： 新建 车站的竖向荷载P是卸载应力P1与主动顶升力P2的差值。 5.如权利要求1所述的一种密 贴下穿既有车站主动顶升力确定方法， 其特征在于： 将某 一竖向荷载P的作用下， 半无限空间体内任一一点的竖向应力解σz的表达式， 和新建车站的 竖向荷载P与卸载应力P1、 主动顶升力P2之间的关系式联立， 并在开挖区域内积分， 得到既有 车站受到的主动顶升力的应力解表达式。 6.如权利要求5所述的一种密 贴下穿既有车站主动顶升力确定方法， 其特征在于： 所述 既有车站受到的主动顶升力的应力解表达式， 经简化后得到既有车站竖向应力解σy的表达 式。 7.如权利要求1所述的一种密 贴下穿既有车站主动顶升力确定方法， 其特征在于： 根据 弹性地基梁模型的微分方程得到既有车站挠度与应力解σy的关系表达式： 式中， E为既有车站弹性模量， I为既有车站惯性矩， w为既有车站的挠度， k＝k0f， k0为反 映土与既有车站相互作用的地基系数。 8.如权利要求7所述的一种密 贴下穿既有车站主动顶升力确定方法， 其特征在于： 既有 车站挠度与应力解σy的关系表达式经化简后转换为四阶常系数非齐次线性方程， 其通解 为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115203794 A 2其中， β 为特征系 数， 量纲是m‑1； A、 B、 C、 D是通解中的四个未知系数， 通过弹性地基梁两 端的边界条件得 出； x是弹性 地基梁模型中的横坐标， e 是自然常数。 9.如权利要求1所述的一种密 贴下穿既有车站主动顶升力确定方法， 其特征在于： 弹性 地基梁两端的边界条件为， 弹性 地基梁横坐标为0和l0的弯矩： 其中， M为弯 矩； Q为剪力。 10.如权利要求8所述的一种密贴下穿既有车站主动顶升力确定方法， 其特征在于： 根 据弹性地基梁两端的边界条件得到所需的参数， 将既有车站受到主动顶升力的应力解表达 式， 代入到既有车站挠度与应力解σy的关系表达式中， 得到控制既有车站挠度的主动顶升 力。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115203794 A 3