[發明專利]考慮雙液漿同步注漿層性能劣化的盾構隧道管片設計方法

有效

• 申請號: 201310290400.6
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103321656A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 何川;王士民;劉四進;聶亮
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

1.一種考慮雙液漿同步注漿層性能劣化的盾構隧道管片設計方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟（1）：基于細觀分析確定水泥-水玻璃雙液漿中反應產物凝膠狀硅酸鈣的不同分布形態：選取經標準養護的水泥-水玻璃雙液漿試件進行切片，選取足夠多的切片樣本，采用一定倍率的顯微鏡放大后，對其中的水泥和水玻璃反應產物即凝膠狀硅酸鈣進行細觀結構的觀察，根據凝膠狀硅酸鈣的尺寸及空間分布特性，將其分布形態歸納為多種；

步驟（2）：統計不同分布形態中凝膠狀硅酸鈣的出現頻率、所占面積比例，計算含有不同分布形態凝膠狀硅酸鈣的水泥-水玻璃雙液漿漿體結構效應影響系數：確定出凝膠狀硅酸鈣的多種分布形態后，統計出所觀察的樣本總數中每種分布形態凝膠狀硅酸鈣的出現頻率；然后針對其不同分布形態計算出凝膠狀硅酸鈣所占的面積比例值，結果用統計得到的最小值和最大值構成的區間段表示；通過數值等效分析確定不同分布形態凝膠狀硅酸鈣所構成的蜂窩空洞結構對水泥-水玻璃雙液漿漿體結構效應影響系數；

步驟（3）：根據計算結果對雙液漿反應產物凝膠狀硅酸鈣劣化后的水泥-水玻璃雙液漿的力學性能進行折減計算：通過步驟（2）得出不同分布形態的凝膠狀硅酸鈣的出現頻率、所占面積比例和結構效應影響系數后，根據出現頻率、所占面積比例和結構效應影響系數計算不同分布形態下的凝膠狀硅酸鈣對水泥-水玻璃雙液漿的力學性能的貢獻度，根據不同分布形態下得到的凝膠狀硅酸鈣對水泥-水玻璃雙液漿力學性能的貢獻度計算得到水泥-水玻璃雙液漿中所有的凝膠狀硅酸鈣對其力學性能的總貢獻度，根據總貢獻度計算剩余的水泥石對水泥-水玻璃雙液漿力學性能的剩余貢獻度，該剩余貢獻度即為凝膠狀硅酸鈣完全失效后水泥-水玻璃雙液漿力學性能折減的折減系數；該折減系數越大，表明凝膠狀硅酸鈣完全失效后水泥-水玻璃雙液漿力學性能越好，該折減系數越小，表明凝膠狀硅酸鈣完全失效后水泥-水玻璃雙液漿力學性能越差；

步驟（4）：采用修正慣用法對盾構隧道管片襯砌結構的內力和變形進行計算，綜合考慮盾尾同步注漿層力學性能及其隨時間的衰減特性對盾構隧道管片襯砌結構所受地層抗力的影響，其特征在于采用以下公式計算等效彈性抗力系數：

K=Pr1ur1=1r1(1-μ02δE0lnr2r1+1+μdEd)]]>??????????????????????????（式I）

式I中，K表示等效彈性抗力系數，P_r1表示徑向壓力，u_r1表示徑向位移，r₁表示管片外徑，r₂表示管片超挖半徑，δ為折減系數，E₀、μ₀分別是凝膠狀硅酸鈣劣化前水泥-水玻璃雙液漿體的彈性模量、泊松比，E_d、μ_d分別為原始地層的彈性模量和泊松比。