[發(fā)明專利]一種隧道減震的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710790181.6
• 申請(qǐng)日: 2017-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN107766608A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹小平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道減震技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種隧道減震的方法。

背景技術(shù)

從2001年至2015年，我國(不包括港澳臺(tái)地區(qū))公路隧道年均增長約740公里。截至到2015年底，全國在建鐵路隧道有3784座，總長位8692km；規(guī)劃隧道有4384座，總長偉9 345km；已運(yùn)營隧道有13411座，總長偉13038km；截至到2015年底，我國大陸運(yùn)營公路隧道14006座，總長12684km；近兩年來新增運(yùn)營的公路隧道有2647座(合3079km)。國內(nèi)目前最長的公路隧道為木寨嶺隧道全長17.1km，于2016年7月18日全線貫通

地震是一種極其常見的自然現(xiàn)象，地球上平均每年發(fā)生的震級(jí)為8級(jí)左右、震中烈度在11度以上的毀滅性地震有2次以上，震級(jí)在7級(jí)左右、震中烈度9度以上大地震有20多次，震級(jí)在2.5級(jí)以上的有感地震有15萬次之多。中國位于印度洋板塊、歐亞板塊以及環(huán)太平洋板塊等幾個(gè)板塊相鄰的位置。自有地震活動(dòng)記載以來，我國大陸大部分7級(jí)以上的強(qiáng)烈地震均在這些斷裂帶處發(fā)生。進(jìn)入20世紀(jì)以后，在我國發(fā)生過6級(jí)及以上強(qiáng)烈地震800余次，除了貴州、浙江以及香港特別行政區(qū)以外，其余各省、自治區(qū)和直轄市均有發(fā)生。地震的危害是非常嚴(yán)重的，它可以直接使建筑物倒塌破壞，也可以造成涌沙、滑坡、泥石流以及地面沉陷等次生災(zāi)害。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為，地震對(duì)地下結(jié)構(gòu)的破壞要比地面結(jié)構(gòu)輕微得多(王瑞民，羅奇峰，1998)。但許多地震資料表明，其對(duì)地下結(jié)構(gòu)也有很大的破壞性。尤其是對(duì)于山嶺隧道，深埋于地下并穿越各種復(fù)雜的巖層，其和周圍的巖體之間存在著密切的關(guān)系，巖體的地質(zhì)因素在很大程度上影響著地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。這些因素包括：圍巖的完整性，巖體結(jié)構(gòu)面性質(zhì)，結(jié)構(gòu)面組合狀態(tài)，巖體初應(yīng)力，巖體本身強(qiáng)度以及地下水的影響等。而且對(duì)于地下結(jié)構(gòu)，由于其所處位置的特殊性和空間的有限性，使得破壞后的維修變得十分復(fù)雜，山嶺隧道尤其如此。

現(xiàn)有的山嶺隧道洞口段減震措施一般設(shè)計(jì)減震縫來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)加厚襯砌，使襯砌的抗震性能增加。雖然設(shè)置減震縫，并增加襯砌厚度可以在一定程度上緩解隧道洞口段的震害，但是從已經(jīng)發(fā)生的隧道實(shí)例來看，隧道洞口段的減震問題依然沒有很好地解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種隧道減震的方法，解決了現(xiàn)有的減震措施不能很好地發(fā)揮減震效果的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是按照以下步驟進(jìn)行：

步驟1：隧道開挖并進(jìn)行噴錨支護(hù)，對(duì)初支進(jìn)行及時(shí)有效的監(jiān)控量測(cè)；

步驟2：初支沉降穩(wěn)定后鋪設(shè)防水布；

步驟3：鋪設(shè)減震材料；

對(duì)隧道進(jìn)行分層，設(shè)圍巖的質(zhì)量為m₁，剛度為k₁，阻尼為c₁，處于圍巖和二次襯砌之間的減震層質(zhì)量為m₂，剛度為k₂，阻尼為c₂，襯砌的質(zhì)量為m₃，剛度為k₃，阻尼為c₃；

步驟4：及時(shí)施作二次襯砌。

進(jìn)一步，減震層采用減震材料的剛度為二次襯砌剛度的0.05-0.2之間。

本發(fā)明的有益效果是在高烈度地震區(qū)隧道洞口段的減震效果顯著。

附圖說明

圖1是圍巖-減震層-襯砌體系簡化力學(xué)模型簡圖；

圖2是二次襯砌各點(diǎn)水平橫向位移隨剛度比變化曲線圖；

圖3是二次襯砌各點(diǎn)豎向位移隨剛度比變化曲線圖；

圖4是二次襯砌最大組合應(yīng)力(軸向應(yīng)力和彎曲應(yīng)力)隨剛度比變化曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

步驟1：隧道開挖并進(jìn)行噴錨支護(hù)，對(duì)初支進(jìn)行及時(shí)有效的監(jiān)控量測(cè)；

步驟2：初支沉降穩(wěn)定后鋪設(shè)防水布；

步驟3：鋪設(shè)減震材料；