(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 202210713339.0 (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 大连海事大学 地址 116000 辽宁省大连市甘井 子区凌水 街道凌海路1号 (72)发明人 刘翔　张瑞　姜谙男　王东池　 虢新平　黄炫茜　路通　 (74)专利代理 机构 大连至诚专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 21242 专利代理师 杨威　丁莉丽 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种盾构隧道螺栓接头不连续变形计算方 法 (57)摘要 本发明公开了一种盾构隧道螺栓接头不连 续变形计算方法， 包括： 建立盾构隧道螺栓纵向 接头的Dirac  Delta函数并求一阶导数和二阶导 数； 计算当盾构隧道螺栓纵向接头发生剪切错位 时的剪切错位虚拟分布压力： 计算当盾构隧道螺 栓纵向接头发生弯曲转动时的弯曲转动虚拟分 布压力； 建立盾构隧道螺栓活动接头处的控制微 分方程， 并计算盾构隧道螺栓接头不连续变形参 数。 本发明不仅预测管道的偏转， 还预测盾构隧 道的变形缝和螺栓接头错位和旋转， 解决了现有 算法中不能模拟接缝处得张开和错位， 对盾构隧 道的不连续变形和内力无法进行预测的问题， 对 于估计现有盾构隧道纵向接头的不连续变形是 合理、 方便、 全面的。 权利要求书5页 说明书11页 附图5页 CN 115081213 A 2022.09.20 CN 115081213 A 1.一种盾构隧道螺 栓接头不连续变形计算方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1： 建立盾构隧道螺栓纵向接头的Dirac  Delta函数， 并对所述Dirac  Delta函数分别 求一阶导数和二阶导数， 以获取盾构隧道螺栓纵向接头剪切错位计算模型和盾构隧道螺栓 接头弯曲转动计算模型； S2： 根据所述盾构隧道螺栓纵向接头剪切错位计算模型， 计算当盾构隧道螺栓纵向接 头发生剪切错 位时的剪切错 位虚拟分布压力： S3： 根据所述盾构隧道螺栓接头弯曲转动计算模型， 计算当盾构隧道螺栓纵向接头发 生弯曲转动时的弯曲转动虚拟分布压力； S4： 根据设置于盾构隧道螺栓纵向接头的智能监测系统， 获取作用盾构隧道螺栓纵向 接头处的附加压力； S5： 建立盾构隧道螺栓活动接头处的控制微分方程， 并根据所述附加压力所述剪切错 位虚拟分布压力与所述弯曲转动虚拟分布压力， 计算盾构隧道螺栓接头不连续变形参数， 即盾构隧道螺 栓纵向接 头处产生的相对位移和盾构隧道螺 栓纵向接 头处产生的相对转角。 2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道螺栓接头不连续变形计算方法， 其特征在于， 所 述S1中建立盾构隧道螺 栓纵向接 头的Dirac  Delta函数的方法如下： 建立盾构隧道螺 栓接头活动处的阶梯函数： 式中： xj表示第j个纵向接头 所在位置的坐标； x表示的是 纵向接头位置的变量； j表示纵 向接头的编号； 将Dirac Delta函数定义 为阶梯函数H(x ‑xj)在xj处的导数， 于是： 式中： δh(x‑xj)表示盾构隧道螺 栓纵向接 头的Dirac  Delta函数； h是中间参数； 当h→0时， δh(x‑xj)＝ δ(x‑xj) 于是， 盾构隧道螺 栓纵向接 头剪切错位计算模型获取如下：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115081213 A 2其中，△x代表第i个纵向接 头所在位置的坐标与纵向接 头位置变量的差值； 盾构隧道螺 栓接头弯曲转动计算模型获取如下： 3.根据权利要求2所述的一种盾构隧道螺栓接头不连续变形计算方法， 其特征在于， 所 述S2中， 所述剪切错 位虚拟分布压力计算如下： 计算由剪切错位虚拟分布压力引起大小相等方向相反的剪力Q0； 假设e1(x)＝C1δ'(x‑ xj)； 则 式中： F0表示作用在管片环节上的集中力， 当盾构隧道 螺栓纵向接头发生剪切错位时的 集中力等于 剪力Q0； C1表示反应剪切错 位模式的比例常数； 式中： Δδ表示盾构隧道螺栓纵向接头处产生的相对位移； G表示剪切模量； A表示横截 面面积； GA是剪切刚度； 因此得到剪切错位虚拟分布压力e1(x)为： e1(x)＝GA( △δ )δ′(x‑xj)          (7)。 4.根据权利要求3所述的一种盾构隧道螺栓接头不连续变形计算方法， 其特征在于， 所 述S3中， 弯曲转动虚拟分布压力计算如下： 计算由弯曲转动虚拟分布压力作用引起 的一对力矩M0： 假设弯曲转动虚拟分布压力e2 (x)＝C2δ”(x‑xj)， 则 权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115081213 A 3