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龙图腾网恭喜北京城建设计发展集团股份有限公司;北京城建轨道交通建设工程有限公司申请的专利一种隧道现场监测优化设计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：CN119538390B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-13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：202510105968.9，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权一种隧道现场监测优化设计方法是由蒋坪临;李久林;廖秋林;江玉生;周宗青;陈雅南;孙晓鹏设计研发完成，并于2025-01-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种隧道现场监测优化设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种隧道现场监测优化设计方法，包括如下步骤：步骤1：确定隧道施工过程中拟监测区域；步骤2：在拟监测区域获取岩石试样，获取岩石宏观物理力学参数；步骤3：对获得的岩石宏观物理力学参数进行参数标定，同时确定模型的边界条件；步骤4：进行数值模拟参数的修正，得到能够用于后续数值模拟的参数；步骤5：分别开展钢拱架应变FEM‑DEM耦合模拟和初支接触应力CFD‑DEM耦合模拟，确定钢拱架应变监测点和初支接触应力监测点布设位置；步骤6：布设钢拱架应变计和土压力计，开展实时监测。通过本发明，能够科学合理的确定隧道监测区域监测点的布设位置，在考虑整体区域的同时实现“重点部位优先”，降低监测仪器的损耗及监测成本。

本发明授权一种隧道现场监测优化设计方法在权利要求书中公布了：1.一种隧道现场监测优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：基于获取的地质资料及施工状况，确定隧道施工过程中拟监测区域；步骤2：在拟监测区域获取岩石试样，开展岩石力学试验并获取岩石宏观物理力学参数；步骤3：对获得的岩石宏观物理力学参数进行参数标定，并建立拟监测区域的三维计算模型，同时确定模型的边界条件；步骤4：依托地质资料在监测区域选取典型桩号处开展初步数值模拟和监测，进行数值模拟参数的修正，得到能够用于后续数值模拟的参数；步骤5：基于修正的模型参数和边界条件，分别开展钢拱架应变FEM-DEM耦合模拟和初支接触应力CFD-DEM耦合模拟，确定钢拱架最可能变形处和初支最大接触应力处，以确定钢拱架应变监测点和初支接触应力监测点布设位置；步骤6：在钢拱架应变监测点布设钢拱架应变计，用于钢拱架应变信息的监测；在初支接触应力监测点布设土压力计，用于初支接触应力的监测；并且步骤5中，开展钢拱架应变FEM-DEM耦合模拟包括：步骤5.11：依据现场设计资料，获取隧道工程现场所用的钢拱架布设情况；步骤5.12：建立三维钢拱架模型，并在前处理软件中完成网格的划分并导入至DEM软件中，再将钢拱架模型导入至DEM软件等待耦合计算；步骤5.13：依据修正的模型参数和边界条件，按照地质资料及施工情况，在DEM软件中建立三维颗粒模型；步骤5.14：在DEM软件中设置时间步长为，进行离散元计算，模拟总时间设置为T，当计算时间tT时，停止离散元计算；步骤5.15：DEM计算完成后，开启FEM-DEM耦合接口，将DEM中的颗粒荷载导入至FEM软件中，使颗粒荷载分布在钢拱架表面，依据现场实际情况，设置钢拱架的刚度为K_g、拉伸屈服强度为δ_g、拉伸极限强度δ_t，分析钢拱架的受力及变形情况；步骤5.16：在FEM软件中逐级减小钢拱架的刚度K_g、拉伸屈服强度δ_g、拉伸极限强度δ_t，DEM颗粒参数和边界条件保持不变，开展多工况模拟，分析不同屈服强度下钢拱架的变形及受力情况；步骤5.17：设置钢拱架应变阈值为ε1，通过FEM软件后处理功能，获取不同强度下钢拱架的应变大小，标记应变超过阈值ε1的点，编号为x1，x2，x3，x4，…，即为后续钢拱架应变监测的布设点；步骤5中，开展初支接触应力CFD-DEM耦合模拟包括：步骤5.21：依据修正的模型参数和边界条件，按照地质资料及施工情况，在DEM软件中建立三维颗粒模型；步骤5.22：依据地质资料，获取监测区域中的地下水分布情况；步骤5.23：在三维颗粒模型中相应的空间位置划分三维地下水模型，并在前处理软件中将三维地下水模型划分为适当的流体计算网格，确保网格尺寸大于颗粒尺寸，设置流体入口条件和出口条件，等待耦合计算；步骤5.24：通过离散元软件，模拟喷射混凝土对围岩进行初期支护加固的过程；步骤5.25：在CFD软件中流体时间步长设置为，DEM时间步长设置为，并将设置为的整数倍，将模拟时间步数设置为s_0，开启CFD-DEM耦合接口，采用非完全求解策略，选取DiFelice曳力模型来模拟地下水与岩石间的相互作用，按照地质资料设置地下水压力为P_w，若当前计算时间步数s_ts_0时，停止CFD-DEM耦合计算，分析初期支护的受力情况；步骤5.26：在CFD软件中逐级提高地下水压力为P_w，按照相同的DEM颗粒参数开展多工况模拟，分析不同水压力P_w下及初期支护变形及受力情况；步骤5.27：设置初期支护应变阈值为ε2，通过DEM软件后处理功能，获取不同水压力下初期支护的颗粒应力大小，标记颗粒应力超过阈值ε2的点，编号为y1，y2，y3，y4，…，即为后续初支接触应力监测的布设点。

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