[發(fā)明專利]一種復(fù)合地層淺埋小凈距隧道圍巖壓力的確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810108562.6
• 申請(qǐng)日: 2018-02-02
• 公開（公告）號(hào): CN108362562B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊晨;呂海敏;張寧;沈水龍;許燁霜;吳懷娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

1.一種復(fù)合地層淺埋小凈距隧道圍巖壓力的確定方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

第一步、獲取隧道巖土體劃分信息、巖土體物理力學(xué)參數(shù)及隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息，其中：

所述巖土體劃分信息為上層巖土體的厚度h₁和下層巖土體厚度h₂；

所述巖土體物理力學(xué)參數(shù)包括：復(fù)合地層中上層巖土體的天然容重γ₁、下層巖土體的天然容重γ₂、上層巖土體內(nèi)摩擦角下層巖土體內(nèi)摩擦角圍巖級(jí)別，上層巖土體折減內(nèi)摩擦角θ₁值，下層巖土體折減內(nèi)摩擦角θ₂值；

所述隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息是指：隧道寬度a、兩隧道間距b和上下巖層分界線到隧道拱頂高度H；

第二步、確定兩隧道巖土體破裂面的位置及圍巖破壞模式，其中根據(jù)復(fù)合地層中兩種斷面破壞情況給出兩種破壞模式；

所述巖土體破裂面是指：隧道兩側(cè)拱腳處向遠(yuǎn)離隧道中心線方向延伸至地表的兩條折線；其中：

先行洞隧道兩側(cè)巖土體破裂面與上層巖土體水平方向夾角及后行隧道外側(cè)巖土體破裂面與上層巖土體水平方向夾角為破裂角β₁，先行洞隧道兩側(cè)巖土體破裂面與下層巖土體水平方向夾角及后行隧道外側(cè)巖土體破裂面與下層巖土體水平方向夾角為破裂角β₂，且β₂>β₁；

后行隧道內(nèi)側(cè)巖土體破裂面與上層巖土體水平方向夾角為破裂角β₁′，后行隧道內(nèi)側(cè)巖土體破裂面與下層巖土體水平方向夾角為破裂角β₂′，且β₂′>β₁′；

所述圍巖破壞模式包括A破壞模式和B破壞模式，其中：

(1)A破壞模式是指兩隧道中間部位的巖土體破裂面的交叉處在上層巖土體中，其滿足以下公式：

(2)B破壞模式是指圍巖破裂面的交叉處在下層巖土體中，其滿足以下公式：

第三步、根據(jù)圍巖破壞模式確定參數(shù)，其中A破壞模式的參數(shù)包括側(cè)壓力系數(shù)λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、λ₁′和破裂角β₁、β₂、β₁′、β₂′；B破壞模式的參數(shù)包括側(cè)壓力系數(shù)λ_1B、λ_2B、λ_3B、λ_4B、和破裂角β_1B、β_2B、β_2B′；

第四步、根據(jù)圍巖的A破壞模式、B破壞模式確定隧道拱頂分布荷載；

第五步、根據(jù)圍巖破壞模式的A破壞模式、B破壞模式確定隧道水平壓力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合地層淺埋小凈距隧道圍巖壓力的確定方法，其特征在于，第一步中：通過鉆孔取土方法獲取隧道巖土體劃分信息，通過室內(nèi)試驗(yàn)獲取巖土體物理力學(xué)參數(shù)，通過設(shè)計(jì)方案獲取隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息；

所述鉆孔取土方法是指：在隧道設(shè)計(jì)深度范圍內(nèi)，利用厚壁取土器選取土樣，不少于三個(gè)試件；

所述室內(nèi)試驗(yàn)是指密度試驗(yàn)和三軸壓縮試驗(yàn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合地層淺埋小凈距隧道圍巖壓力的確定方法，其特征在于，第一步中：所述上層巖土體折減內(nèi)摩擦角θ₁值是指：

當(dāng)圍巖級(jí)別為I、II、III時(shí)，θ₁值為

當(dāng)圍巖級(jí)別為IV時(shí)，θ₁值為

當(dāng)圍巖級(jí)別為V時(shí)，θ₁值為

當(dāng)圍巖級(jí)別為VI時(shí)，θ₁值為