动静力锚固支护设计方法

摘要

本申请涉及地下开采技术领域，特别涉及一种动静力锚固支护设计方法。所述方法包括：获取待支护地下工程的实际工程条件参数和岩石类型；根据预先存储的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系和所述实际工程条件参数，确定目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径；根据该岩石类型、所述目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径，以及预先存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与锚网耦合性能数据六者的对应关系，确定单位支护面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体的目标支护参数。采用本申请可以对处在动静力环境中的地下工程进行支护参数设计。

权利要求

1.一种动静力锚固支护设计方法，其特征在于，所述方法包括：

获取待支护地下工程的实际工程条件参数和岩石类型；

针对各个锚索型号下的不同锚索直径的锚索，进行静力学性能试验和动力学性能试验，得到每个锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，进而确定所述每个锚索对应的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系，根据所述锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系和所述实际工程条件参数，确定目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径；

根据该岩石类型、所述目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径，以及预先存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与锚网耦合性能数据六者的对应关系，确定单位支护面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体的目标支护参数；

所述针对各个锚索型号下的不同锚索直径的锚索，进行静力学性能试验和动力学性能试验，得到每个锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，进而确定所述每个锚索对应的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系，根据所述锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系和所述实际工程条件参数，确定目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径，包括：针对每个预选锚索集合中的每个锚索，根据该锚索的锚索直径和锚索型号，在所述预先存储的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系中，查询该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数；其中，同一预选锚索集合中不同锚索的锚索直径相同，锚索型号不同，不同预选锚索集合中锚索的锚索直径不同；

根据该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该锚索的锚索型号综选参数，并在每个所述预选锚索集合中，将最大锚索型号综选参数对应的锚索确定为候选锚索；

针对每个所述候选锚索，根据所述实际工程条件参数、该候选锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该候选锚索的锚索直径综选参数，并将最小锚索直径综选参数对应的候选锚索确定为所述目标锚索，将所述目标锚索对应的锚索直径确定为所述目标锚索直径，将所述目标锚索对应的锚索型号确定为所述目标锚索型号；

所述静力学性能参数包括静力加载下锚索最大拉伸值和静力加载下锚索破断力值，所述动力学性能参数包括落锤总冲击能量和动力加载下锚索最大拉伸值，所述实际工程条件参数包括实际工程所需锚索最大静力拉伸值、实际工程所需锚索最大动力拉伸值、实际工程所需锚索最大抗拉值和实际工程所需锚索最大吸能值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标支护参数包括所述目标锚索型号、所述目标锚索直径、目标预应力和目标单位面积锚索数目；

所述根据该岩石类型、所述目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径，以及预先存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与锚网耦合性能数据六者的对应关系，确定单位支护面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体的目标支护参数，包括：针对每个预选锚索与锚网耦合集合中的每个耦合支护体，根据所述岩石类型以及该耦合支护体中所述目标锚索的所述目标锚索直径、所述目标锚索型号、单位面积锚索数目和预应力，在所述预先存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与锚网耦合性能数据六者的对应关系中，查询该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据；其中，所述每个预选锚索与锚网耦合集合中的每个耦合支护体包括锚网和所述目标锚索，同一预选锚索与锚网耦合集合中不同耦合支护体的预应力相同，单位面积锚索数目不同，不同预选锚索与锚网耦合集合中耦合支护体的预应力不同；

根据该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据和单位面积锚索数目，确定该耦合支护体的锚索数目综选参数，并在每个所述预选锚索与锚网耦合集合中，将最大锚索数目综选参数对应的耦合支护体确定为候选耦合支护体；

针对每个所述候选耦合支护体，根据该候选耦合支护体的锚索与锚网耦合性能数据，确定该候选耦合支护体的锚索预应力设计值，并将最大锚索预应力设计值对应的候选耦合支护体确定为目标耦合支护体，将所述目标耦合支护体对应的所述预应力确定为所述目标预应力，将所述目标耦合支护体对应的所述单位面积锚索数目确定为所述目标单位面积锚索数目。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述根据该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该锚索的锚索型号综选参数的公式为：T=αDⅠ‑s+βDⅠ‑d+γFI‑s+εEⅠ‑d，α+β+γ+ε=1；

其中，T为锚索型号综选参数，DⅠ‑s为静力加载下锚索最大拉伸值，DⅠ‑d为动力加载下锚索最大拉伸值，FⅠ‑s为静力加载下锚索破断力值，EⅠ‑d为落锤总冲击能量，α、β、γ和ε为权重值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述根据所述实际工程条件参数、该候选锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该候选锚索的锚索直径综选参数的公式为：B=δ1(DⅠ‑s‑Drs+DⅠ‑d‑Drd)+δ2(FI‑s‑Frs)+δ3(EⅠ‑d‑Erd)；

DⅠ‑s>Drs，DⅠ‑d>Drd，FI‑s>Frs，EⅠ‑d>Erd；

δ1+δ2+δ3=1；

其中，B为锚索直径综选参数，DⅠ‑s为静力加载下锚索最大拉伸值，DⅠ‑d为动力加载下锚索最大拉伸值，FI‑s为静力加载下锚索破断力值，EⅠ‑d为落锤总冲击能量，Drs为实际工程所需锚索最大静力拉伸值，Drd为实际工程所需锚索最大动力拉伸值，Frs为实际工程所需锚索最大抗拉值，Erd为实际工程所需锚索最大吸能值，δ1是拉伸权重值，δ2是静力权重值，δ3是动力权重值。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述锚索与锚网耦合性能数据包括最大拉伸长度、最大破坏能量和锚网最大挠度；

所述根据该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据和单位面积锚索数目，确定该耦合支护体的锚索数目综选参数的公式为：V=（μDII+EII）/ωII ‑λ（1/S）；

其中，V为锚索数目综选参数，DII为最大拉伸长度，EII为最大破坏能量，ωII为锚网最大挠度，S为单位面积锚索数目，μ是伸长量控制权重值，λ是成本控制权重值。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述锚索与锚网耦合性能数据包括最大拉伸长度、最大破坏能量和锚网最大挠度；

所述根据该候选耦合支护体的锚网耦合性能数据，确定该候选耦合支护体的锚索预应力设计值的公式为：FB=（κEII‑ωII）ηDII；

其中，FB为锚索预应力设计值，EII为最大破坏能量，ωII为锚网最大挠度，DII为最大拉伸长度，κ为动压控制权重值，η伸长量控制权重值。

7.一种动静力锚固支护设计装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取待支护地下工程的实际工程条件参数和岩石类型；

第一确定模块，用于针对各个锚索型号下的不同锚索直径的锚索，进行静力学性能试验和动力学性能试验，得到每个锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，进而确定所述每个锚索对应的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系，根据所述锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系和所述实际工程条件参数，确定目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径；

第二确定模块，用于根据该岩石类型、所述目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径，以及预先存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与锚网耦合性能数据六者的对应关系，确定单位支护面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体的目标支护参数；

所述第一确定模块，具体用于：

针对每个预选锚索集合中的每个锚索，根据该锚索的锚索直径和锚索型号，在所述预先存储的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系中，查询该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数；其中，同一预选锚索集合中不同锚索的锚索直径相同，锚索型号不同，不同预选锚索集合中锚索的锚索直径不同；

根据该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该锚索的锚索型号综选参数，并在每个所述预选锚索集合中，将最大锚索型号综选参数对应的锚索确定为候选锚索；

针对每个所述候选锚索，根据所述实际工程条件参数、该候选锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该候选锚索的锚索直径综选参数，并将最小锚索直径综选参数对应的候选锚索确定为所述目标锚索，将所述目标锚索对应的锚索直径确定为所述目标锚索直径，将所述目标锚索对应的锚索型号确定为所述目标锚索型号；

所述静力学性能参数包括静力加载下锚索最大拉伸值和静力加载下锚索破断力值，所述动力学性能参数包括落锤总冲击能量和动力加载下锚索最大拉伸值，所述实际工程条件参数包括实际工程所需锚索最大静力拉伸值、实际工程所需锚索最大动力拉伸值、实际工程所需锚索最大抗拉值和实际工程所需锚索最大吸能值。

8.一种计算机设备，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

说明书

动静力锚固支护设计方法

技术领域

[0001] 本申请涉及煤炭开采技术领域，特别是涉及一种动静力锚固支护设计方法。

背景技术

[0002] 目前，在地下开采领域，锚索和锚网的支护设计对于地下工程支护的安全性和经济性具有重大意义。

[0003] 现有的锚索以及锚索与锚网耦合的相关支护参数是基于静力测试计算得出的。但是，随着地下工程作业深度的增加，深部动力灾害事故频发。基于工程现场的实际需要，如
何对锚索以及锚索与锚网耦合的相关支护参数进行设计成为亟需解决的问题。

发明内容

[0004] 基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种动静力锚固支护设计方法。

[0005] 第一方面，提供了一种动静力锚固支护设计方法，所述方法包括：

[0006] 获取待支护地下工程的实际工程条件参数和岩石类型；

[0007] 根据预先存储的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系和所述实际工程条件参数，确定目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径；

[0008] 根据该岩石类型、所述目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径，以及预先存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与锚网耦合性能数据
六者的对应关系，确定单位支护面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体的目标支护参数。

[0009] 作为一种可选地实施方式，所述根据预先存储的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系和所述实际工程条件参数，确定目标锚索的目标锚
索型号和目标锚索直径，包括：

[0010] 针对每个预选锚索集合中的每个锚索，根据该锚索的锚索直径和锚索型号，在所述预先存储的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系中，
查询该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数；其中，同一预选锚索集合中不同锚
索的锚索直径相同，锚索型号不同，不同预选锚索集合中锚索的锚索直径不同；

[0011] 根据该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该锚索的锚索型号综选参数，并在每个所述预选锚索集合中，将最大锚索型号综选参数对应的锚索确定为候选
锚索；

[0012] 针对每个所述候选锚索，根据所述实际工程条件参数、该候选锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该候选锚索的锚索直径综选参数，并将最小锚索直径综
选参数对应的候选锚索确定为所述目标锚索，将所述目标锚索对应的锚索直径确定为所述
目标锚索直径，将所述目标锚索对应的锚索型号确定为所述目标锚索型号。

[0013] 作为一种可选地实施方式，所述目标支护参数包括所述目标锚索型号、所述目标锚索直径、目标预应力和目标单位面积锚索数目；

[0014] 所述根据该岩石类型、所述目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径，以及预先存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与锚网耦合性能
数据六者的对应关系，确定单位支护面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体的目标支护参
数，包括：

[0015] 针对每个预选锚索与锚网耦合集合中的每个耦合支护体，根据所述岩石类型以及该耦合支护体中所述目标锚索的所述目标锚索直径、所述目标锚索型号、单位面积锚索数
目和预应力，在所述预先存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型
和锚索与锚网耦合性能数据六者的对应关系中，查询该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合
性能数据；其中，所述每个预选锚索与锚网耦合集合中的每个耦合支护体包括锚网和所述
目标锚索，同一预选锚索与锚网耦合集合中不同耦合支护体的预应力相同，单位面积锚索
数目不同，不同预选锚索与锚网耦合集合中耦合支护体的预应力不同；

[0016] 根据该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据和单位面积锚索数目，确定该耦合支护体的锚索数目综选参数，并在每个所述预选锚索与锚网耦合集合中，将最大锚索
数目综选参数对应的耦合支护体确定为候选耦合支护体；

[0017] 针对每个所述候选耦合支护体，根据该候选耦合支护体的锚网耦合性能数据，确定该候选耦合支护体的锚索预应力设计值，并将最大锚索预应力设计值对应的候选耦合支
护体确定为目标耦合支护体，将所述目标耦合支护体对应的所述预应力确定为所述目标预
应力，将所述目标耦合支护体对应的所述单位面积锚索数目确定为所述目标单位面积锚索
数目。

[0018] 作为一种可选地实施方式，所述静力学性能参数包括静力加载下锚索最大拉伸值和静力加载下锚索破断力值；所述动力学性能参数包括落锤总冲击能量和动力加载下锚索
最大拉伸值；

[0019] 所述根据该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该锚索的锚索型号综选参数的公式为：

[0020] T=αDⅠ‑s+βDⅠ‑d+γFI‑s+εEⅠ‑d，α+β+γ+ε=1；

[0021] 其中，T为锚索型号综选参数，DⅠ‑s为静力加载下锚索最大拉伸值，DⅠ‑d为动力加载下锚索最大拉伸值，FⅠ‑s为静力加载下锚索破断力值，EⅠ‑d为落锤总冲击能量，α、β、γ和ε为权重值。

[0022] 作为一种可选地实施方式，所述静力学性能参数包括静力加载下锚索最大拉伸值和静力加载下锚索破断力值；所述动力学性能参数包括落锤总冲击能量和动力加载下锚索
最大拉伸值，所述实际工程条件参数包括实际工程所需锚索最大静力拉伸值、实际工程所
需锚索最大动力拉伸值、实际工程所需锚索最大抗拉值和实际工程所需锚索最大吸能值；

[0023] 所述根据所述实际工程条件参数、该候选锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该候选锚索的锚索直径综选参数的公式为：

[0024] B=δ1(DⅠ‑s‑ D rs+ DⅠ‑d‑Drd)+δ2(FI‑s‑Frs)+δ3(EⅠ‑d‑Erd)；

[0025] DⅠ‑s>Drs，DⅠ‑d>Drd，FI‑s>Frs，EⅠ‑d>Erd；

[0026] δ1+δ2+δ3=1；

[0027] 其中，B为锚索直径综选参数，DⅠ‑s为静力加载下锚索最大拉伸值，DⅠ‑d为动力加载下锚索最大拉伸值，FI‑s为静力加载下锚索破断力值，EⅠ‑d为落锤总冲击能量，Drs为实际工程
所需锚索最大静力拉伸值，Drd为实际工程所需锚索最大动力拉伸值，Frs为实际工程所需锚
索最大抗拉值，Erd为实际工程所需锚索最大吸能值，δ1是拉伸权重值，δ2是静力权重值，δ3是
动力权重值。

[0028] 作为一种可选地实施方式，所述锚索与锚网耦合性能数据包括最大拉伸长度、最大破坏能量和锚网最大挠度；

[0029] 所述根据该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据和单位面积锚索数目，确定该耦合支护体的锚索数目综选参数的公式为：

[0030] V=（μDII+EII）/ωII ‑λ（1/S）；

[0031] 其中，V为锚索数目综选参数，DII为最大拉伸长度，EII为最大破坏能量，ωII为锚网最大挠度，S为单位面积锚索数目，μ是伸长量控制权重值，λ是成本控制权重值。

[0032] 作为一种可选地实施方式，所述锚索与锚网耦合性能数据包括最大拉伸长度、最大破坏能量和锚网最大挠度；

[0033] 所述根据该候选耦合支护体的锚网耦合性能数据，确定该候选耦合支护体的锚索预应力设计值的公式为：

[0034] FB=（κEII‑ωII）ηDII；

[0035] 其中，FB为锚索预应力设计值，EII为最大破坏能量，ωII为锚网最大挠度，DII为最大拉伸长度，κ为动压控制权重值，η伸长量控制权重值。

[0036] 第二方面，提供了一种动静力锚固支护设计装置，所述装置包括：

[0037] 获取模块，用于获取待支护地下工程的实际工程条件参数和岩石类型；

[0038] 第一确定模块，用于根据预先存储的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系和所述实际工程条件参数，确定目标锚索的目标锚索型号和目
标锚索直径；

[0039] 第二确定模块，用于根据该岩石类型、所述目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径，以及预先存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与
锚网耦合性能数据六者的对应关系，确定单位支护面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体
的目标支护参数。

[0040] 作为一种可选地实施方式，所述第一确定模块，具体用于：

[0041] 针对每个预选锚索集合中的每个锚索，根据该锚索的锚索直径和锚索型号，在所述预先存储的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系中，
查询该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数；其中，同一预选锚索集合中不同锚
索的锚索直径相同，锚索型号不同，不同预选锚索集合中锚索的锚索直径不同；

[0042] 根据该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该锚索的锚索型号综选参数，并在每个所述预选锚索集合中，将最大锚索型号综选参数对应的锚索确定为候选
锚索；

[0043] 针对每个所述候选锚索，根据所述实际工程条件参数、该候选锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该候选锚索的锚索直径综选参数，并将最小锚索直径综
选参数对应的候选锚索确定为所述目标锚索，将所述目标锚索对应的锚索直径确定为所述
目标锚索直径，将所述目标锚索对应的锚索型号确定为所述目标锚索型号。

[0044] 作为一种可选地实施方式，所述目标支护参数包括所述目标锚索型号、所述目标锚索直径、目标预应力和目标单位面积锚索数目；

[0045] 所述第二确定模块，具体用于：

[0046] 针对每个预选锚索与锚网耦合集合中的每个耦合支护体，根据所述岩石类型以及该耦合支护体中所述目标锚索的所述目标锚索直径、所述目标锚索型号、单位面积锚索数
目和预应力，在所述预先存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型
和锚索与锚网耦合性能数据六者的对应关系中，查询该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合
性能数据；其中，所述每个预选锚索与锚网耦合集合中的每个耦合支护体包括锚网和所述
目标锚索，同一预选锚索与锚网耦合集合中不同耦合支护体的预应力相同，单位面积锚索
数目不同，不同预选锚索与锚网耦合集合中耦合支护体的预应力不同；

[0047] 根据该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据和单位面积锚索数目，确定该耦合支护体的锚索数目综选参数，并在每个所述预选锚索与锚网耦合集合中，将最大锚索
数目综选参数对应的耦合支护体确定为候选耦合支护体；

[0048] 针对每个所述候选耦合支护体，根据该候选耦合支护体的锚网耦合性能数据，确定该候选耦合支护体的锚索预应力设计值，并将最大锚索预应力设计值对应的候选耦合支
护体确定为目标耦合支护体，将所述目标耦合支护体对应的所述预应力确定为所述目标预
应力，将所述目标耦合支护体对应的所述单位面积锚索数目确定为所述目标单位面积锚索
数目。

[0049] 作为一种可选地实施方式，所述静力学性能参数包括静力加载下锚索最大拉伸值和静力加载下锚索破断力值；所述动力学性能参数包括落锤总冲击能量和动力加载下锚索
最大拉伸值；

[0050] 所述根据该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该锚索的锚索型号综选参数的公式为：

[0051] T=αDⅠ‑s+βDⅠ‑d+γFI‑s+εEⅠ‑d，α+β+γ+ε=1；

[0052] 其中，T为锚索型号综选参数，DⅠ‑s为静力加载下锚索最大拉伸值，DⅠ‑d为动力加载下锚索最大拉伸值，FⅠ‑s为静力加载下锚索破断力值，EⅠ‑d为落锤总冲击能量，α、β、γ和ε为权重值。

[0053] 作为一种可选地实施方式，所述静力学性能参数包括静力加载下锚索最大拉伸值和静力加载下锚索破断力值；所述动力学性能参数包括落锤总冲击能量和动力加载下锚索
最大拉伸值，所述实际工程条件参数包括实际工程所需锚索最大静力拉伸值、实际工程所
需锚索最大动力拉伸值、实际工程所需锚索最大抗拉值和实际工程所需锚索最大吸能值；

[0054] 所述根据所述实际工程条件参数、该候选锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该候选锚索的锚索直径综选参数的公式为：

[0055] B=δ1(DⅠ‑s‑D rs+ DⅠ‑d‑Drd)+δ2(FI‑s‑Frs)+δ3(EⅠ‑d‑Erd)；

[0056] DⅠ‑s>Drs，DⅠ‑d>Drd，FI‑s>Frs，EⅠ‑d>Erd；

[0057] δ1+δ2+δ3=1；

[0058] 其中，B为锚索直径综选参数，DⅠ‑s为静力加载下锚索最大拉伸值，DⅠ‑d为动力加载下锚索最大拉伸值，FI‑s为静力加载下锚索破断力值，EⅠ‑d为落锤总冲击能量，Drs为实际工程
所需锚索最大静力拉伸值，Drd为实际工程所需锚索最大动力拉伸值，Frs为实际工程所需锚
索最大抗拉值，Erd为实际工程所需锚索最大吸能值，δ1是拉伸权重值，δ2是静力权重值，δ3是
动力权重值。

[0059] 作为一种可选地实施方式，所述锚索与锚网耦合性能数据包括最大拉伸长度、最大破坏能量和锚网最大挠度；

[0060] 所述根据该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据和单位面积锚索数目，确定该耦合支护体的锚索数目综选参数的公式为：

[0061] V=（μDII+EII）/ωII ‑λ（1/S）；

[0062] 其中，V为锚索数目综选参数，DII为最大拉伸长度，EII为最大破坏能量，ωII为锚网最大挠度，S为单位面积锚索数目，μ是伸长量控制权重值，λ是成本控制权重值。

[0063] 作为一种可选地实施方式，所述锚索与锚网耦合性能数据包括最大拉伸长度、最大破坏能量和锚网最大挠度；

[0064] 所述根据该候选耦合支护体的锚网耦合性能数据，确定该候选耦合支护体的锚索预应力设计值的公式为：

[0065] FB=（κEII‑ωII）ηDII；

[0066] 其中，FB为锚索预应力设计值，EII为最大破坏能量，ωII为锚网最大挠度，DII为最大拉伸长度，κ为动压控制权重值，η伸长量控制权重值。

[0067] 第三方面，提供了一种计算机设备，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项
所述的方法步骤。

[0068] 第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述的方法步骤。

[0069] 本申请提供了一种动静力锚固支护设计方法，本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：该方法包括获取待支护地下工程的实际工程条件参数和岩石类型。
根据预先存储的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系
和所述实际工程条件参数，确定目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径。根据该岩石类
型、所述目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径，以及预先存储的锚索直径、锚索型号、
单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与锚网耦合性能数据六者的对应关系，确定单
位支护面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体的目标支护参数。考虑到随着地下工程作业
深度的增加，深部动力灾害事故频发，本发明提供的方法基于动力和静力结合的方式，在计
算过程中引入静力学性能参数和动力学性能参数，最终得到单位支护面积对应的目标锚索
与锚网耦合支护体的目标支护参数。根据该目标支护参数对锚索以及锚索与锚网耦合的相
关支护进行设计，可以满足工程现场的实际需要。

[0070] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

[0071] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。

[0072] 图1为本申请实施例提供的一种动静力锚固支护设计方法的流程图；

[0073] 图2为本申请实施例提供的另一种动静力锚固支护设计方法的流程图；

[0074] 图3为本申请实施例提供的又一种动静力锚固支护设计方法的流程图；

[0075] 图4为本申请实施例提供的一种动静力锚固支护设计方法的示例的流程图；

[0076] 图5为本申请实施例提供的一种动静力锚固支护设计装置的结构示意图；

[0077] 图6为本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

[0078] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不
用于限定本申请。

[0079] 下面将结合具体实施方式，对本申请实施例提供的一种动静力锚固支护设计方法进行详细的说明，图1为本申请实施例提供的一种动静力锚固支护设计方法的流程图，如图
1所示，具体步骤如下：

[0080] 步骤101，获取待支护地下工程的实际工程条件参数和岩石类型。

[0081] 在实施中，采集装置（如钻孔装置、微震装置等装置）采集待支护地下工程相关数据（如岩石破碎程度、待支护巷道断面大小和待支护区域的地应力等数据），计算机设备根
据采集设备采集的数据，生成待支护地下工程的实际工程条件参数和岩石类型。

[0082] 步骤102，根据预先存储的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系和实际工程条件参数，确定目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径。

[0083] 在实施中，锚索的锚索直径和锚索型号是影响锚索静力学性能参数和动力学性能参数的因素。其中，锚索型号是指组成锚索的钢材类型。计算机可以将根据静力学性能试验
和动力学性能试验确定的每个锚索的静力学性能参数和动力学性能参数存储于存储设备
中，得到锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系。计算机
设备根据预先存储的确定方法（下述公式（1）和（2））、实际工程条件参数和每个锚索的锚索
直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数以及四者的对应关系，确定最适合实际
工程条件的锚索，即目标锚索，以及目标锚索对应的目标锚索型号和目标锚索直径。

[0084] 可选的，静力学性能试验的过程为实验人员将待测锚索穿入试验仪器，使用锁具固定住锚索上下两端，利用液压油缸采用位移控制的方法缓慢而均匀地拉伸待测锚索，直
至将其拉断，记录锚索静力学性能参数（静力加载下锚索最大拉伸值和静力加载下锚索破
断力值）。动力学性能试验的过程为实验人员将待测锚索穿入试验仪器中，使用锁具锁定住
待测锚索上下两端，将位于试验仪器上方预设高度的预设重量的落锤解锁，使落锤冲击并
拉伸锚索，再多次重复提升至预设高度并释放落锤冲击的过程，直至将测锚锚索冲断。记录
动力学性能参数（落锤总冲击能量和动力加载下锚索最大拉伸值）。

[0085] 步骤103，根据该岩石类型、目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径，以及预先存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与锚网耦合性能
数据六者的对应关系，确定单位支护面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体的目标支护参
数。

[0086] 在实施中，在确定了岩石类型和目标锚索之后，单位面积锚索数目和预应力是影响锚索与锚网耦合性能数据的影响因素。计算机可以将根据不同岩石类型的预制材料、不
同单位面积锚索数目和预应力进行的锚索与锚网耦合性能试验确定的锚索与锚网耦合性
能数据存储于存储设备中，得到锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型
和锚索与锚网耦合性能数据六者的对应关系。计算机根据预先存储的确定方法（下述公式
（3）和（4））和目标锚索的目标锚索直径、目标锚索的目标锚索型号、单位面积锚索数目、预
应力、岩石类型和锚索与锚网耦合性能数据以及六者的对应关系，确定最适合实际工程的
单位面积锚索数目和预应力，即目标单位面积锚索数目和目标预应力。根据步骤102和步骤
103获取的目标锚索直径、目标锚索型号、目标单位面积锚索数目和目标预应力是单位支护
面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体的目标支护参数。

[0087] 可选的，锚索与锚网耦合性能试验的过程为实验人员使用加工过的且与待支护地下工程岩体性质相近的预制材料进行测试，按照单位面积锚索数目调整锚索的间排距，安
装预制材料以及锚网，锚索穿过锚网和预知材料（预制材料已预先打孔）。使冲击装置与预
制材料紧密接触，装置上方锁具锁住锚索，并使用液压油缸向上张拉，向锚索施加预应力，
将位于试验仪器上方的落锤解锁，向下砸击，冲击并拉伸锚索，多次重复提升和释放落锤冲
击，直至锚索冲断，记录锚索与锚网耦合性能数据（最大拉伸长度、最大破坏能量和锚网最
大挠度）。

[0088] 作为一种可选地实施方式，如图2所示，计算机根据预先存储的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系和实际工程条件参数，确定目标锚
索的目标锚索型号和目标锚索直径的具体步骤为：

[0089] 步骤201，针对每个预选锚索集合中的每个锚索，根据该锚索的锚索直径和锚索型号，在预先存储的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系
中，查询该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数。其中，同一预选锚索集合中不同
锚索的锚索直径相同，锚索型号不同，不同预选锚索集合中锚索的锚索直径不同。

[0090] 在实施中，计算机根据预先设置的锚索筛选方法，将相同锚索直径，不同锚索类型的锚索组成若干预选锚索集合。也即同一预选锚索集合中不同锚索的锚索直径相同，锚索
型号不同，不同预选锚索集合中锚索的锚索直径不同。针对每个预选锚索集合中的每一个
锚索，计算机根据该锚索的锚索直径和锚索型号，在预先存储的锚索直径、锚索型号、静力
学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系中，查询该锚索对应的静力学性能参数和动
力学性能参数。

[0091] 步骤202，根据该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该锚索的锚索型号综选参数，并在每个预选锚索集合中，将最大锚索型号综选参数对应的锚索确定为
候选锚索。

[0092] 在实施中，根据该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，计算机按照预先存储的确定方法（下述公式（1））确定该锚索的锚索型号综选参数。按照上述方法，计算机
可以计算出该预选锚索集合中每个锚索的锚索型号综选参数，并将最大锚索型号综选参数
对应的锚索确定为候选锚索。同理，计算机可以确定每个预选锚索集合中的候选锚索。

[0093] 步骤203，针对每个候选锚索，根据实际工程条件参数、该候选锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该候选锚索的锚索直径综选参数，并将最小锚索直径综
选参数对应的候选锚索确定为目标锚索，将目标锚索对应的锚索直径确定为目标锚索直
径，将目标锚索对应的锚索型号确定为目标锚索型号。

[0094] 在实施中，针对每个候选锚索，计算机可以根据实际工程条件参数、该候选锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，并按照预先存储的确定方法（下述公式（2）），确定
每个候选锚索的锚索直径综选参数。计算机将最小锚索直径综选参数对应的候选锚索确定
为目标锚索，将目标锚索对应的锚索直径确定为目标锚索直径，将目标锚索对应的锚索型
号确定为目标锚索型号。

[0095] 作为一种可选地实施方式，如图3所示，目标支护参数包括目标锚索型号、目标锚索直径、目标预应力和目标单位面积锚索数目；

[0096] 计算机根据岩石类型、目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径，以及预先存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与锚网耦合性能数据
六者的对应关系，确定单位支护面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体的目标支护参数的
具体步骤为：

[0097] 步骤301，针对每个预选锚索与锚网耦合集合中的每个耦合支护体，根据岩石类型以及该耦合支护体中目标锚索的目标锚索直径、目标锚索型号、单位面积锚索数目和预应
力，在预先存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与锚网
耦合性能数据六者的对应关系中，查询该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据；其
中，每个预选锚索与锚网耦合集合中的每个耦合支护体包括锚网和目标锚索，同一预选锚
索与锚网耦合集合中不同耦合支护体的预应力相同，单位面积锚索数目不同，不同预选锚
索与锚网耦合集合中耦合支护体的预应力不同。

[0098] 在实施中，锚索与锚网耦合支护体包括锚网和目标锚索。计算机根据目标锚索的目标锚索直径、目标锚索的目标锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与
锚网耦合性能数据以及六者的对应关系以及预先设置的耦合支护体筛选方法，将相同预应
力，不同单位面积锚索数目的耦合支护体组成若干预选锚索与锚网耦合集合，也即同一预
选锚索与锚网耦合集合中不同耦合支护体的预应力相同，单位面积锚索数目不同，不同预
选锚索与锚网耦合集合中耦合支护体的预应力不同。针对每个预选锚索与锚网耦合集合中
的每个耦合支护体，计算机在预先存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、
岩石类型和锚索与锚网耦合性能数据六者的对应关系中，得到该耦合支护体对应的锚索与
锚网耦合性能数据。

[0099] 步骤302，根据该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据和单位面积锚索数目，确定该耦合支护体的锚索数目综选参数，并在每个预选锚索与锚网耦合集合中，将最大
锚索数目综选参数对应的耦合支护体确定为候选耦合支护体。

[0100] 在实施中，计算机根据该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据和单位面积锚索数目以及预设的确定方法（下述公式（3）），确定该耦合支护体的锚索数目综选参数。按
照上述方法，计算机可以确定该预选锚索与锚网耦合集合中每个耦合支护体的锚索数目综
选参数，并将最大锚索数目综选参数对应的耦合支护体确定为候选耦合支护体。同理，计算
机可以确定每个预选锚索与锚网耦合集合的候选耦合支护体。

[0101] 步骤303，针对每个候选耦合支护体，根据该候选耦合支护体的锚网耦合性能数据，确定该候选耦合支护体的锚索预应力设计值，并将最大锚索预应力设计值对应的候选
耦合支护体确定为目标耦合支护体，将目标耦合支护体对应的预应力确定为目标预应力，
将目标耦合支护体对应的单位面积锚索数目确定为目标单位面积锚索数目。

[0102] 在实施中，针对每个候选耦合支护体，计算机可以根据该候选耦合支护体的锚网耦合性能数据和预先存储的确定方法（下述公式（4）），确定该候选耦合支护体的锚索预应
力设计值。计算机将最大锚索预应力设计值对应的候选耦合支护体确定为目标耦合支护
体，将目标耦合支护体对应的预应力确定为目标预应力，将目标耦合支护体对应的单位面
积锚索数目确定为目标单位面积锚索数目。

[0103] 作为一种可选地实施方式，静力学性能参数包括静力加载下锚索最大拉伸值和静力加载下锚索破断力值；动力学性能参数包括落锤总冲击能量和动力加载下锚索最大拉伸
值；

[0104] 根据该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该锚索的锚索型号综选参数的公式为：

[0105] T=αDⅠ‑s+βDⅠ‑d+γFI‑s+εEⅠ‑d，α+β+γ+ε=1   公式（1）；

[0106] 其中，T为锚索型号综选参数，DⅠ‑s为静力加载下锚索最大拉伸值，DⅠ‑d为动力加载下锚索最大拉伸值，FⅠ‑s为静力加载下锚索破断力值，EⅠ‑d为落锤总冲击能量，α、β、γ和ε为权重值。

[0107] 在实施中，静力学性能参数包括静力加载下锚索最大拉伸值和静力加载下锚索破断力值。动力学性能参数包括落锤总冲击能量和动力加载下锚索最大拉伸值。锚索型号综
选参数的公式中，α和γ是静力学性能参数的权重值，β和ε是动力学性能参数的权重值。在
地下工程设计工作开始前，设计人员可以获取待支护地下工程的地质数据，如岩石破碎程
度、待支护巷道断面大小和待支护区域的地应力等数据，并根据上述数据，确定待支护地下
工程的影响因素中主要的力学类型。比如待支护地下工程的影响因素中主要的力学类型为
静力学，技术人员可以在计算机中预设较大的α和γ权重值，并降低β和ε的权重值，以便计
算机根据该公式确定出更贴合实际的锚索型号综选参数。同理，如果待支护地下工程的影
响因素中主要的力学类型为动力学，技术人员可以预设较大的β和ε权重值，并降低α和γ权
重值。

[0108] 作为一种可选地实施方式，静力学性能参数包括静力加载下锚索最大拉伸值和静力加载下锚索破断力值；动力学性能参数包括落锤总冲击能量和动力加载下锚索最大拉伸
值，实际工程条件参数包括实际工程所需锚索最大静力拉伸值、实际工程所需锚索最大动
力拉伸值、实际工程所需锚索最大抗拉值和实际工程所需锚索最大吸能值；

[0109] 根据实际工程条件参数、该候选锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该候选锚索的锚索直径综选参数的公式为：

[0110] B=δ1(DⅠ‑s‑D rs+ DⅠ‑d‑Drd)+δ2(FI‑s‑Frs)+δ3(EⅠ‑d‑Erd)；

[0111] (DⅠ‑s>Drs，DⅠ‑d>Drd，FI‑s>Frs，EⅠ‑d>Erd，δ1+δ2+δ3=1)公式（2）；

[0112] 其中，B为锚索直径综选参数，DⅠ‑s为静力加载下锚索最大拉伸值，DⅠ‑d为动力加载下锚索最大拉伸值，FI‑s为静力加载下锚索破断力值，EⅠ‑d为落锤总冲击能量，Drs为实际工程
所需锚索最大静力拉伸值，Drd为实际工程所需锚索最大动力拉伸值，Frs为实际工程所需锚
索最大抗拉值，Erd为实际工程所需锚索最大吸能值，δ1是拉伸权重值，δ2是静力权重值，δ3是
动力权重值。

[0113] 在实施中，静力学性能参数包括静力加载下锚索最大拉伸值和静力加载下锚索破断力值。动力学性能参数包括落锤总冲击能量和动力加载下锚索最大拉伸值。实际工程条
件参数包括实际工程所需锚索最大静力拉伸值、实际工程所需锚索最大动力拉伸值、实际
工程所需锚索最大抗拉值和实际工程所需锚索最大吸能值。在地下工程设计工作开始前，
设计人员可以根据待支护地下工程的地质数据，确定待支护地下工程的影响因素中主要的
力学类型。比如待支护地下工程的影响因素中主要的力学类型为静力学，技术人员可以在
计算机中预设较大的δ2权重值，并降低δ3的权重值，以便计算机根据该公式确定出更贴合实
际的锚索型号综选参数。同理，如果待支护地下工程的影响因素中主要的力学类型为动力
学，技术人员可以预设较大的δ3权重值，并降低δ2权重值。

[0114] 作为一种可选地实施方式，锚索与锚网耦合性能数据包括最大拉伸长度、最大破坏能量和锚网最大挠度；

[0115] 根据该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据和单位面积锚索数目，确定该耦合支护体的锚索数目综选参数的公式为：

[0116] V=（μDII+EII）/ωII ‑λ（1/S）  公式（3）；

[0117] 其中，V为锚索数目综选参数，DII为最大拉伸长度，EII为最大破坏能量，ωII为锚网最大挠度，S为单位面积锚索数目，μ是伸长量控制权重值，λ是成本控制权重值。

[0118] 在实施中，锚索与锚网耦合性能数据包括最大拉伸长度、最大破坏能量和锚网最大挠度。根据地下工程实际工程对伸长量和成本的控制，技术人员预先在计算机中设置μ和
λ的权重值。

[0119] 作为一种可选地实施方式，锚索与锚网耦合性能数据包括最大拉伸长度、最大破坏能量和锚网最大挠度；

[0120] 根据该候选耦合支护体的锚网耦合性能数据，确定该候选耦合支护体的锚索预应力设计值的公式为：

[0121] FB=（κEII‑ωII）ηDII   公式（4）；

[0122] 其中，FB为锚索预应力设计值，EII为最大破坏能量，ωII为锚网最大挠度，DII为最大拉伸长度，κ为动压控制权重值，η伸长量控制权重值。

[0123] 在实施中，技术人员根据地下工程的力学性能，预设κ和η的权重值，以便计算机根据上述公式确定出的支护参数可以满足工程需要。

[0124] 可选的，本实施例还提供了一种针对动静力锚固支护设计方法的调整方法，具体方法如下：

[0125] 根据单位支护面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体的目标支护参数，完成现场施工的过程中，监测设备对实际支护数据进行监测，如果目标支护参数与实际支护参数不
相符，则监测设备将实际支护参数回传至计算机，计算机根据上述步骤201‑203和步骤301‑
303的方法，重新确定目标支护参数。例如，在施工过程中，如果目标锚索无法满足施工要
求，施工人员根据实际情况换用了其他锚索，则监测设备将该锚索的锚索型号和锚索直径
回传至计算机，计算机将该锚索的锚索型号和锚索直径作为更新后的目标锚索型号和目标
锚索直径，进而确定更新后的目标预应力和目标单位面积锚索数目。计算机将更新后的目
标锚索型号、目标锚索直径、目标预应力和目标单位面积锚索数目作为单位支护面积对应
的目标锚索与锚网耦合支护体的目标支护参数，设计人员依据该参数可以制定更符合实际
施工条件的方案。

[0126] 图4为本申请提供的一种动静力锚固支护设计方法的示例的流程图，具体步骤如下：

[0127] 步骤401，获取待支护地下工程的实际工程条件参数Drs，Drd，Frs，Erd和岩石类型；

[0128] 步骤402，通过计算机筛选直径相同但型号不同的锚索并组成预选锚索集合，针对每个预选锚索集合中的每个锚索，查询该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，
得到该锚索对应的静力加载下锚索最大拉伸DⅠ‑s、动力加载下锚索最大拉伸DⅠ‑d、静力加载
下锚索破断力FI‑s和动力加载下锚索最大破坏能量EⅠ‑d；

[0129] 步骤403，计算T=αDⅠ‑s+βDⅠ‑d+γFI‑s+εEⅠ‑d，其中α+β+γ+ε=1，α、β、γ和ε根据实际工程选用，每个预选锚索集合中的T值最大的锚索即为候选锚索；

[0130] 步骤404，针对每个候选锚索，查询该候选锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，得到该候选锚索对应的静力加载下锚索最大拉伸DⅠ‑s、动力加载下锚索最大拉伸
DⅠ‑d、静力加载下锚索破断力FI‑s和动力加载下锚索最大破坏能量EⅠ‑d；

[0131] 步骤405，如果该候选锚索对应的DⅠ‑s>Drs，DⅠ‑d>Drd，FI‑s>Frs，EⅠ‑d>Er（d Drs，Drd，Frs，Erd为实际工程所需值），则计算：

[0132] B=δ1(DⅠ‑s‑D rs+ DⅠ‑d‑Drd)+δ2(FI‑s‑Frs)+δ3(EⅠ‑d‑Erd)，其中，δ1+δ2+δ3=1，δ1、δ2和δ3根据实际工程选用，B值最小的候选锚索即为目标锚索；

[0133] 步骤406，根据岩石类型，筛选该岩石类型下相同预应力，但单位面积目标锚索数目不同的耦合支护体，并组成预选锚索与锚网耦合集合，针对每个预选锚索与锚网耦合集
合中的每个耦合支护体，查询该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据，得到该耦合
支护体对应的最大拉伸长度DII、锚网最大挠度ωII、最大破坏能量EII；

[0134] 步骤407，计算V=（μDII+EII）/ωII ‑λ（1/S）。其中，μ、λ根据实际工程选用，S为单位面积锚索数目。每个预选锚索与锚网耦合集合中V值最大的耦合支护体即为候选耦合支护体；

[0135] 步骤408，针对每个候选耦合支护体，查询该候选耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据，得到该候选耦合支护体对应的最大拉伸长度DII、锚网最大挠度ωII、最大破坏
能量EII；

[0136] 步骤409，计算FB=（κEII‑ωII）ηDII，其中，κ、η根据实际工程选用。FB值最大的候选耦合支护体即为目标耦合支护体。

[0137] 步骤410，完成设计，获得适合工程的目标耦合支护体以及目标耦合支护体对应的目标锚索类型、目标锚索直径、目标预应力、目标单位支护面积锚索数目；

[0138] 步骤411，进行工程实地应用，并监测相关参数；

[0139] 步骤412，将监测参数反馈，并根据参数变化执行步骤402或步骤406，以对设计参数进行合理调整。

[0140] 本申请实施例提供了一种动静力锚固支护设计方法，该方法包括获取待支护地下工程的实际工程条件参数和岩石类型。根据预先存储的锚索直径、锚索型号、静力学性能参
数和动力学性能参数四者的对应关系和实际工程条件参数，确定目标锚索的目标锚索型号
和目标锚索直径。根据该岩石类型、目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径，以及预先存
储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与锚网耦合性能数
据六者的对应关系，确定单位支护面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体的目标支护参
数。考虑到随着地下工程作业深度的增加，深部动力灾害事故频发，本发明提供的方法基于
动力和静力结合的方式，在计算过程中引入静力学性能参数和动力学性能参数，最终得到
单位支护面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体的目标支护参数。根据该目标支护参数对
锚索以及锚索与锚网耦合的相关支护进行设计，可以满足工程现场的实际需要。

[0141] 应该理解的是，虽然图1至图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些
步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1至图4中的
至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时
刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次
进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地
执行。

[0142] 可以理解的是，本说明书中上述方法的各个实施例之间相同/相似的部分可互相参见，每个实施例重点说明的是与其他实施例的不同之处，相关之处参见其他方法实施例
的说明即可。

[0143] 本申请实施例还提供了一种动静力锚固支护设计装置，如图5所示，该装置包括：

[0144] 获取模块510，用于获取待支护地下工程的实际工程条件参数和岩石类型；

[0145] 第一确定模块520，用于根据预先存储的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系和实际工程条件参数，确定目标锚索的目标锚索型号和目
标锚索直径；

[0146] 第二确定模块530，用于根据该岩石类型、目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径，以及预先存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与锚
网耦合性能数据六者的对应关系，确定单位支护面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体的
目标支护参数。

[0147] 作为一种可选地实施方式，第一确定模块520，具体用于：

[0148] 针对每个预选锚索集合中的每个锚索，根据该锚索的锚索直径和锚索型号，在预先存储的锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系中，查询
该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数；其中，同一预选锚索集合中不同锚索的
锚索直径相同，锚索型号不同，不同预选锚索集合中锚索的锚索直径不同；

[0149] 根据该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该锚索的锚索型号综选参数，并在每个预选锚索集合中，将最大锚索型号综选参数对应的锚索确定为候选锚索；

[0150] 针对每个候选锚索，根据实际工程条件参数、该候选锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该候选锚索的锚索直径综选参数，并将最小锚索直径综选参数对
应的候选锚索确定为目标锚索，将目标锚索对应的锚索直径确定为目标锚索直径，将目标
锚索对应的锚索型号确定为目标锚索型号。

[0151] 作为一种可选地实施方式，目标支护参数包括目标锚索型号、目标锚索直径、目标预应力和目标单位面积锚索数目；

[0152] 第二确定模块530，具体用于：

[0153] 针对每个预选锚索与锚网耦合集合中的每个耦合支护体，根据岩石类型以及该耦合支护体中目标锚索的目标锚索直径、目标锚索型号、单位面积锚索数目和预应力，在预先
存储的锚索直径、锚索型号、单位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与锚网耦合性能
数据六者的对应关系中，查询该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据；其中，每个预
选锚索与锚网耦合集合中的每个耦合支护体包括锚网和目标锚索，同一预选锚索与锚网耦
合集合中不同耦合支护体的预应力相同，单位面积锚索数目不同，不同预选锚索与锚网耦
合集合中耦合支护体的预应力不同；

[0154] 根据该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据和单位面积锚索数目，确定该耦合支护体的锚索数目综选参数，并在每个预选锚索与锚网耦合集合中，将最大锚索数目
综选参数对应的耦合支护体确定为候选耦合支护体；

[0155] 针对每个候选耦合支护体，根据该候选耦合支护体的锚网耦合性能数据，确定该候选耦合支护体的锚索预应力设计值，并将最大锚索预应力设计值对应的候选耦合支护体
确定为目标耦合支护体，将目标耦合支护体对应的预应力确定为目标预应力，将目标耦合
支护体对应的单位面积锚索数目确定为目标单位面积锚索数目。

[0156] 作为一种可选地实施方式，静力学性能参数包括静力加载下锚索最大拉伸值和静力加载下锚索破断力值；动力学性能参数包括落锤总冲击能量和动力加载下锚索最大拉伸
值；

[0157] 根据该锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该锚索的锚索型号综选参数的公式为：

[0158] T=αDⅠ‑s+βDⅠ‑d+γFI‑s+εEⅠ‑d，α+β+γ+ε=1；

[0159] 其中，T为锚索型号综选参数，DⅠ‑s为静力加载下锚索最大拉伸值，DⅠ‑d为动力加载下锚索最大拉伸值，FⅠ‑s为静力加载下锚索破断力值，EⅠ‑d为落锤总冲击能量，α、β、γ和ε为权重值。

[0160] 作为一种可选地实施方式，静力学性能参数包括静力加载下锚索最大拉伸值和静力加载下锚索破断力值；动力学性能参数包括落锤总冲击能量和动力加载下锚索最大拉伸
值，实际工程条件参数包括实际工程所需锚索最大静力拉伸值、实际工程所需锚索最大动
力拉伸值、实际工程所需锚索最大抗拉值和实际工程所需锚索最大吸能值；

[0161] 根据实际工程条件参数、该候选锚索对应的静力学性能参数和动力学性能参数，确定该候选锚索的锚索直径综选参数的公式为：

[0162] B=δ1(DⅠ‑s‑ D rs+ DⅠ‑d‑Drd)+δ2(FI‑s‑Frs)+δ3(EⅠ‑d‑Erd)；

[0163] DⅠ‑s>Drs，DⅠ‑d>Drd，FI‑s>Frs，EⅠ‑d>Erd；

[0164] δ1+δ2+δ3=1；

[0165] 其中，B为锚索直径综选参数，DⅠ‑s为静力加载下锚索最大拉伸值，DⅠ‑d为动力加载下锚索最大拉伸值，FI‑s为静力加载下锚索破断力值，EⅠ‑d为落锤总冲击能量，Drs为实际工程
所需锚索最大静力拉伸值，Drd为实际工程所需锚索最大动力拉伸值，Frs为实际工程所需锚
索最大抗拉值，Erd为实际工程所需锚索最大吸能值，δ1是拉伸权重值，δ2是静力权重值，δ3是
动力权重值。

[0166] 作为一种可选地实施方式，锚索与锚网耦合性能数据包括最大拉伸长度、最大破坏能量和锚网最大挠度；

[0167] 根据该耦合支护体对应的锚索与锚网耦合性能数据和单位面积锚索数目，确定该耦合支护体的锚索数目综选参数的公式为：

[0168] V=（μDII+EII）/ωII ‑λ（1/S）；

[0169] 其中，V为锚索数目综选参数，DII为最大拉伸长度，EII为最大破坏能量，ωII为锚网最大挠度，S为单位面积锚索数目，μ是伸长量控制权重值，λ是成本控制权重值。

[0170] 作为一种可选地实施方式，锚索与锚网耦合性能数据包括最大拉伸长度、最大破坏能量和锚网最大挠度；

[0171] 根据该候选耦合支护体的锚网耦合性能数据，确定该候选耦合支护体的锚索预应力设计值的公式为：

[0172] FB=（κEII‑ωII）ηDII；

[0173] 其中，FB为锚索预应力设计值，EII为最大破坏能量，ωII为锚网最大挠度，DII为最大拉伸长度，κ为动压控制权重值，η伸长量控制权重值。

[0174] 本申请实施例提供了一种动静力锚固支护设计装置，该装置包括获取模块510，用于用于获取待支护地下工程的实际工程条件参数；第一确定模块520，用于根据预先存储的
锚索直径、锚索型号、静力学性能参数和动力学性能参数四者的对应关系和实际工程条件
参数，确定目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径；第二确定模块530，用于根据该岩石
类型、目标锚索的目标锚索型号和目标锚索直径，以及预先存储的锚索直径、锚索型号、单
位面积锚索数目、预应力、岩石类型和锚索与锚网耦合性能数据六者的对应关系，确定单位
支护面积对应的目标锚索与锚网耦合支护体的目标支护参数。考虑到随着地下工程作业深
度的增加，深部动力灾害事故频发，本发明提供的装置基于动力和静力结合的方式，在计算
过程中引入静力学性能参数和动力学性能参数，最终得到单位支护面积对应的目标锚索与
锚网耦合支护体的目标支护参数。根据该目标支护参数对锚索以及锚索与锚网耦合的相关
支护进行设计，可以满足工程现场的实际需要。

[0175] 关于动静力锚固支护设计装置的具体限定可以参见上文中对于动静力锚固支护设计方法的限定，在此不再赘述。上述动静力锚固支护设计装置中的各个模块可全部或部
分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备
中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执
行以上各个模块对应的操作。

[0176] 在一个实施例中，提供了一种计算机设备，如图6所示，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现
上述动静力锚固支护设计的方法步骤。

[0177] 在一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述动静力锚固支护设计的方法的步骤。

[0178] 还需要说明的是，本申请所涉及的用户信息（包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等）和数据（包括但不限于用于展示的数据、分析的数据等），均为经用户授权或者经
过各方充分授权的信息和数据。

[0179] 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛
盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0180] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护
范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。