基于数字孪生的隧道施工全过程仿真方法及系统

    公开(公告)号:CN117633957A

    公开(公告)日:2024-03-01

    申请号:CN202311435249.0

    申请日:2023-10-31

    摘要: 本发明公开了一种基于数字孪生的隧道施工全过程仿真方法及系统,该方法包括:实时获取隧道施工的全过程施工信息,将实时获取的全过程施工信息按照类别分类,并对分类后的数据信息进行预处理,存储至云端相应的数据库;根据每一数据库中的数据信息,基于数字孪生技术,搭建隧道施工全过程模拟模型,并根据每一数据库中实时更新的数据信息,更新隧道施工全过程模拟模型;基于更新的隧道施工全过程模拟模型,分析各施工数据信息的变化情况,对隧道施工全过程模拟模型进行动态优化,预测施工隧道的下一状态,评估施工质量。本发明利用数字孪生技术,持续构建并优化隧道施工全过程动态孪生模型,实现对隧道施工全过程的管控,保障隧道施工质量。

    一种灌注瞬时凝固浆液的注浆系统及其改进应用方法

    公开(公告)号:CN118880884A

    公开(公告)日:2024-11-01

    申请号:CN202411137661.9

    申请日:2024-08-19

    申请人: 山东大学

    IPC分类号: E02D15/00 E02D3/12 E02D3/11

    摘要: 本发明公开了一种灌注瞬时凝固浆液的注浆系统及其操控方法,属于注浆控制技术领域。包括储浆桶、搅拌桶、注浆泵和注浆管;注浆泵的进浆口与搅拌桶连通,注浆泵的出浆口连通有注浆管配件,注浆管配件与注浆管的进浆端连通,将搅拌均匀后的导电水凝胶浆液经注浆管注入目标注浆区域;注浆泵的出浆口设置有单向流结构,注浆管的出浆端设置有导电线圈,导电线圈用于对流入目标注浆区域的导电水凝胶浆液实施电激励,使其瞬时凝固。能够实现动水通道瞬时封堵或劈裂浆脉瞬时加固,从“浆自凝”被动控制升级为“电控凝”主动控制,为注浆扩散与加固范围控制提供新思路;解决现有无法实现劈裂浆液瞬时凝结及浆脉扩散与留存范围的有效可控的问题。

    一种渗透破坏型突涌水过程数值模拟方法、服务器及介质

    公开(公告)号:CN111553098B

    公开(公告)日:2023-06-02

    申请号:CN202010222361.6

    申请日:2020-03-26

    申请人: 山东大学

    摘要: 本发明公开了一种渗透破坏型突涌水过程数值模拟方法及装置,包括以下步骤:进行室内充填体渗透破坏试验,建立可描述抗剪强度变化规律的数学模型以及表征渗透性与流体粘度演化规律的关系函数;根据离散单元法,建立计算模型中充填体流失量的计算方法;建立描述渗透破坏突涌水过程中变强度机制的接触模型,并将其嵌入到DEM计算程序中,实现变强度破坏过程的模拟计算;建立渗透性、流体粘度与充填介质流失量的关系函数,并将其嵌入到计算流体动力学程序中,最终实现变渗透性、变粘度的过程模拟;进行离散元与计算流体动力学耦合计算;基于DEM‑FEM耦合与CG技术进行工程尺度模拟。

    基于有限元-近场动力学的动态裂纹扩展计算方法及系统

    公开(公告)号:CN116151071A

    公开(公告)日:2023-05-23

    申请号:CN202310074107.X

    申请日:2023-01-18

    申请人: 山东大学

    摘要: 本发明属于数值仿真技术领域,提供了一种基于有限元‑近场动力学的动态裂纹扩展计算方法及系统,本发明首先计算有限元单元的变形和受力情况,判断有限元单元是否得到破坏条件,通过将计算区域划分为有限元网格和近场动力学物质点,然后裂纹自近场动力学物质点之间发生起裂,并随着裂纹扩展,达到破坏条件的有限元单元逐渐被近场动力学物质点所替换,构建有限元网格和近场动力学物质点的动态转换方法,避免了要求预设有限元和近场动力学计算范围的问题,最后计算有限元单元节点和物质点的位置和受力,实现了裂纹扩展过程的动态建模和高效计算。

    隧道岩体破坏突涌水灾变模拟的近场动力学方法及系统

    公开(公告)号:CN111368405B

    公开(公告)日:2021-12-28

    申请号:CN202010115622.4

    申请日:2020-02-25

    申请人: 山东大学

    摘要: 本发明公开了一种隧道岩体破坏突涌水灾变模拟的近场动力学方法及系统,解决了现有方法难以描述岩体在开挖卸荷作用下的渐进破坏特征、无法揭示突涌水通道演化机制的问题,能够有效描述岩体破坏突涌水通道的形成过程与围岩损伤破坏机制。其技术方案为:将计算模型离散为物质点,在计算模型边界外侧设置虚拟边界层作为边界条件施加的对象;选择物质点邻域大小,形成物质点的邻域矩阵;将地应力等效为计算模型的应力边界条件,将溶洞水压力等效为法向压力,将位移约束和隧道支护转化为位移边界条件;求解物质点的速度和位移,并判断所有物质点的键是否满足破坏条件,记录局部损伤情况;待初始平衡计算稳定后,利用物质点休眠方法模拟隧道施工过程。

    工程尺度岩体破裂全过程模拟的PD-FEM数值计算方法及系统

    公开(公告)号:CN113761760A

    公开(公告)日:2021-12-07

    申请号:CN202110824416.5

    申请日:2021-07-21

    申请人: 山东大学

    摘要: 本发明提供了一种工程尺度岩体破裂全过程模拟的PD‑FEM数值计算方法及系统,根据是否发生损伤,将岩体计算模型划分为近场动力学区、有限元区和耦合区;在耦合区中进行力与位移的传递,将上覆岩层重力及构造应力转化为有限元区域力边界条件,约束转化为位移边界条件,计算出有限元区的结点位移,将此作为近场动力学区的边界条件;在上述边界条件下,迭代计算物质点位移以及损伤,求解岩体的变形特征,实现岩体破裂的工程尺度模拟。本发明能够有效减少工作量,保证计算精度的同时大幅度提高计算效率,对于解决岩体破裂工程尺度问题具有重要意义。