[發明專利]一種巖溶隧道巖溶安全厚度計算方法

有效

• 申請號: 201510490047.5
• 申請日: 2015-08-11
• 公開（公告）號: CN105160079B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 張軍偉;陳瑤瑤;曾藝;馬小杰;梅志榮;錢進
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 熊曉果;林輝輪

1.一種巖溶隧道巖溶安全厚度計算方法，其特征在于，包括：

A：將巖溶隧道與溶腔簡化為結構力學模型，分別計算完整巖巖盤和非完整巖巖盤受到的最大剪力和最大彎矩；

B：將所述最大剪力、所述最大彎矩代入抗彎強度公式中，得到基于抗彎強度的安全厚度計算公式；

C：將所述最大剪力、所述最大彎矩代入抗剪強度公式中，得到基于抗剪強度的安全厚度計算公式；

D：引入修正系數n，對所述基于抗彎強度的安全厚度計算公式和所述基于抗剪強度的安全厚度計算公式進行修正；

所述步驟A包括：

A1：計算溶腔位于隧道頂部時，所述完整巖巖盤和非完整巖巖盤受到最大剪力和最大彎矩；

A2：計算溶腔位于隧道底部時，所述完整巖巖盤和非完整巖巖盤受到最大剪力和最大彎矩；

A3：計算溶腔位于隧道側部時，所述完整巖巖盤和非完整巖巖盤受到最大剪力和最大彎矩；

其中，溶腔分布于隧道頂部時，將完整巖巖盤簡化為兩端固定梁受均布荷載情況，對于非完整巖巖盤，將斷層突水結構力學模型簡化為一端固定，一端自由的梁進行驗算；溶腔分布于隧道底部時，將完整巖巖盤簡化為兩端固定梁受均布荷載情況，對于非完整巖巖盤，將斷層突水結構力學模型簡化為一端固定，一端自由的梁進行驗算；溶腔分布于隧道側部時，將完整巖巖盤簡化為兩端固定梁受均布荷載情況，對于非完整巖巖盤，將梯形荷載簡化為三角荷載和矩形荷載。

2.根據權利要求1所述的一種巖溶隧道巖溶安全厚度計算方法，其特征在于，溶腔位于隧道頂部時，所述完整巖巖盤受到的最大剪力和最大彎矩分別是：

修正后的所述基于抗彎強度的安全厚度計算公式為：

修正后的所述基于抗剪強度的安全厚度計算公式為：

其中，q為溶腔內充填物沿豎直方向壓力，γ為巖盤巖層重度，S為梁的厚度，即巖盤厚度，L為隧道水平跨度，[σ]為巖體許用抗彎強度，[τ]為巖體許用抗剪強度。

3.根據權利要求1所述的一種巖溶隧道巖溶安全厚度計算方法，其特征在于，溶腔位于隧道頂部時，所述非完整巖巖盤受到的最大剪力和最大彎矩分別是：

修正后的所述基于抗彎強度的安全厚度計算公式為：

修正后的所述基于抗剪強度的安全厚度計算公式為：

其中，q為溶腔內充填物沿豎直方向壓力，γ為巖盤巖層重度，S為梁的厚度，即巖盤厚度，L₁為隧道水平跨度，[σ]為巖體許用抗彎強度，[τ]為巖體許用抗剪強度。

4.根據權利要求1所述的一種巖溶隧道巖溶安全厚度計算方法，其特征在于，溶腔位于隧道底部時，所述完整巖巖盤受到的最大剪力和最大彎矩分別是：

修正后的所述基于抗彎強度的安全厚度計算公式為：

修正后的所述基于抗剪強度的安全厚度計算公式為：

其中，q為溶腔內充填物沿豎直方向壓力，γ為巖盤巖層重度，S為梁的厚度，即巖盤厚度，L為隧道水平跨度，[σ]為巖體許用抗彎強度，[τ]為巖體許用抗剪強度。

5.根據權利要求1所述的一種巖溶隧道巖溶安全厚度計算方法，其特征在于，溶腔位于隧道底部時，所述非完整巖巖盤受到的最大剪力和最大彎矩分別是：

修正后的所述基于抗彎強度的安全厚度計算公式為：

修正后的所述基于抗剪強度的安全厚度計算公式為：

其中，q為溶腔內充填物沿豎直方向壓力，γ為巖盤巖層重度，S為梁的厚度，即巖盤厚度，L₁為隧道水平跨度，[σ]為巖體許用抗彎強度，[τ]為巖體許用抗剪強度。