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龙图腾网恭喜中交第二航务工程局有限公司申请的专利软弱地层顶管失稳受力监测系统及失稳受力计算处理方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116147694B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211674374.2，技术领域涉及：G01D21/02；该发明授权软弱地层顶管失稳受力监测系统及失稳受力计算处理方法是由卢海军;吴忠善;孙恒;杨擎;崔旭辉;陈春林;刘涛;李东辉;李冠中;蒋奇;徐舟;赖勇;夏云飞;陈枫;闻国骄;付仁东;刘壮;柯曦;许世融;谢宝康;汤浩;刘建恩设计研发完成，并于2022-12-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本软弱地层顶管失稳受力监测系统及失稳受力计算处理方法在说明书摘要公布了：一种软弱地层顶管失稳受力监测系统，包括多节管节，所述的管节两侧内壁上设有高程测量点，多节管节一端设有与高程测量点配合的水准仪；在临近机头的管节上的内层纵向主筋中部焊设有钢筋应变计，管节中安装有用于采集钢筋应变计数据的振弦采集器；在上浮失稳处的管节接缝处安装有四个位移传感器，四个位移传感器用于监测接缝间距变化；在上浮失稳处的管节底部开设有排浆孔；在上浮失稳处的管节上的注浆孔处安装有三通，三通分别与注浆孔、注浆管及压力传感器连接。本发明采用上述结构，能够实现判断管道是否发生上浮失稳，并对上浮失稳处进行监测，分析管道上浮失稳的发展趋势及受力状态，并及时采取相关措施，确保了管道结构的安全性。

本发明授权软弱地层顶管失稳受力监测系统及失稳受力计算处理方法在权利要求书中公布了：1.一种软弱地层顶管失稳受力监测系统，包括多节管节（1），其特征在于：所述的管节（1）两侧内壁上设有高程测量点（2），多节管节（1）一端设有与高程测量点（2）配合的水准仪（3）；在临近机头（4）的管节（1）上的内层纵向主筋（5）中部焊设有钢筋应变计（6），管节（1）中安装有用于采集钢筋应变计（6）数据的振弦采集器（7）；在上浮失稳处的所述管节（1）接缝处安装有四个位移传感器（9），四个位移传感器（9）用于监测接缝间距变化；在上浮失稳处的所述管节（1）底部开设有排浆孔（10）；在上浮失稳处的所述管节（1）上的注浆孔（8）处安装有三通（13），三通（13）分别与注浆孔（8）、注浆管（12）及压力传感器（14）连接；所述的位移传感器（9）及压力传感器（14）的数据通过设置在管节（1）内的电流采集器（15）进行采集；上述软弱地层顶管失稳受力监测系统的失稳受力计算方法，包括以下步骤：1）若管节（1）被泥浆完全包裹，通过测试环空泥浆密度ρ1，管节（1）单位长度净浮力计算如下： ；式中：F1为管节（1）单位长度净浮力，kNm；D为管节（1）外径，m；d为管节（1）内径，m；g为重力加速度，ms2；ρc为混凝土密度，取2400kgm3；2）管顶地层所受注浆压力P1采用压力传感器（14）所测注浆压力的平均值；3）若钢筋应变计（6）位于第a节管节（1），且钢筋与混凝土协调变形，则将四个钢筋应变计（6）的平均值ε1作为钢筋和混凝土的应变，机头（4）与前a节管节（1）的顶进力计算如下： ；式中：Fa为机头与前a节管节（1）的顶进力，kN；As、Ac分别为钢筋和混凝土的横截面积，m2；Es和Ec分别为钢筋和混凝土弹性模量，kPa；若顶进第n节管节（1）时，管节（1）轴线的设计高程和实测高程分别在第b、c管节（1）处发生偏角变化，且第d节管节（1）处高程偏差最大，即管节（1）之间的偏角最大；此时，顶管总顶进力为Fn，若每节管节（1）所受摩阻力相同，则第d节管节（1）顶进力的竖向分力F2近似计算如下： ； ； ； ；式中：f为单节管节（1）所受摩阻力，kN；h1为第c节管节（1）高程偏差，m；h2为第d节管节（1）高程偏差，m；l为单节管节（1）长度，m；4）管顶土体主要受到注浆压力、管道净浮力和顶进力竖向分力的作用，若管顶180°范围内与土体接触，则管顶土体所受最大应力计算如下： ；式中：η为覆土厚度与管节（1）外径的比值；5）将计算所得土体最大应力与地基承载力对比，当土体最大应力大于地基承载力时，土体将发生破坏且上浮失稳处于持续发展状态；上述软弱地层顶管失稳受力监测系统的失稳受力处理方法包括以下步骤：1）降低上浮失稳区顶进力；启用上浮失稳区前方中继间（16）进行分段顶进，失稳区前方管节（1）顶进力由上浮失稳区前方中继间（16）承担，上浮失稳区所受顶进力降低；2）管节配重；在上浮失稳区域的管节（1）底部安装导轨（18），并在导轨（18）上设置配重车（19），将配重块（20）放于配重车（19）上；3）管顶注浓泥；通过在常规触变泥浆的基础上提高膨润土加量得到浓泥，在上浮失稳区管顶注入浓泥填充管顶空隙，提高土体强度。

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