[發(fā)明專利]一種交通隧道拱頂坍塌快速識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910197072.2
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN109882242B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁長豐;陳秋汝;李亮;于廣明;洪勇
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G06F30/20
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所(普通合伙) 37104
• 代理人: 于正河

1.一種交通隧道拱頂坍塌快速識別方法，其特征在于采用拱頂沉降值和拱頂沉降速率兩個(gè)指標(biāo)對交通隧道拱頂坍塌進(jìn)行快速識別，具體過程為：

(1)建立隧道拱頂沉降值函數(shù)和沉降速率函數(shù)：建立的隧道拱頂沉降值函數(shù)為冪函數(shù)，其導(dǎo)數(shù)函數(shù)即沉降速率函數(shù)也是冪函數(shù)，隧道拱頂沉降值函數(shù)為：

s＝kx^α,x＞0

則沉降速率函數(shù)為

式中x＞0,式中表示在x軸正軸，x為觀測時(shí)間，單位為d，k為影響系數(shù)，單位為mm/d^-α；

(2)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)擬合得到冪指數(shù)α的范圍：在x₁時(shí)刻現(xiàn)場拱頂沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)為s₁，記為(x₁，s₁)，在x₂時(shí)刻現(xiàn)場拱頂沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)為s₂，記為(x₂，s₂)，以此類推，x_t時(shí)刻得到的數(shù)據(jù)組為(x_t，s_t),將相應(yīng)數(shù)據(jù)帶入origin軟件，應(yīng)用非線性擬合y＝ax^b模式自動(dòng)得出a,b的取值，即對應(yīng)的參數(shù)k,α擬合得到的值；

(3)根據(jù)得到的α范圍作出分析預(yù)警：

當(dāng)α＜0時(shí)，α-1＜0，隧道拱頂沉降值函數(shù)為減函數(shù)，沉降速率函數(shù)也為減函數(shù)，此時(shí)隧道拱頂趨于穩(wěn)定；

當(dāng)0＜α≤1時(shí)，α-1≤0，隧道拱頂沉降值函數(shù)為緩慢增函數(shù)，而沉降速率函數(shù)為減函數(shù)，此時(shí)需嚴(yán)密關(guān)注隧道拱頂變化趨勢，并采用現(xiàn)有技術(shù)不斷優(yōu)化支護(hù)和工法，使隧道拱頂不斷趨于穩(wěn)定，防止坍塌；

當(dāng)α＞1時(shí)，分為兩種情況：

(1)當(dāng)1＜α＜2時(shí)，則0＜α-1＜1，即隧道拱頂沉降值函數(shù)為快速增長的增函數(shù)，而沉降速率函數(shù)為緩慢增長的增函數(shù)，此時(shí)隧道開挖一段時(shí)間后易發(fā)生坍塌，需要預(yù)警；

(2)當(dāng)α≥2時(shí)，則α-1≥1，即隧道拱頂沉降值函數(shù)和沉降速率函數(shù)都是快速增長的增函數(shù)，容易發(fā)生坍塌，需要立即預(yù)警。