[發(fā)明專利]一種適用于巖體條件地下洞室群變形分級預(yù)警指標(biāo)的確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911039651.0
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110847969B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳家耀;徐全;褚衛(wèi)江;劉加進(jìn);曹愛武
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G06F30/13;G06T17/00;G01B21/32;G06F119/14
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發(fā)明涉及交通、水利、水電等行業(yè)中巖體條件下的地下洞室群開挖技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于巖體條件地下洞室群變形分級預(yù)警指標(biāo)的確定方法。本發(fā)明提供一種能考慮巖體質(zhì)量、洞群效應(yīng)、監(jiān)測時機(jī)等因素影響下地下洞室群的變形分級預(yù)警指標(biāo)的確定方法，主要是以能夠反映巖體質(zhì)量特征和物理力學(xué)特征的地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI為基礎(chǔ)，并根據(jù)監(jiān)測儀器的埋設(shè)時機(jī)，埋設(shè)位置，通過數(shù)值分析手段對地下洞室群不同部位監(jiān)測點(diǎn)分別建立三級變形預(yù)警指標(biāo)并對穩(wěn)定性進(jìn)行評估，通過該方法確定的變形預(yù)警指標(biāo)還可以根據(jù)后續(xù)的反演分析成果進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對整個地下洞室群不同部位、各個施工階段的變形進(jìn)行分級預(yù)警。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交通、水利、水電等行業(yè)中巖體條件下的地下洞室群開挖技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于巖體條件地下洞室群變形分級預(yù)警指標(biāo)的確定方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，隨著基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)一步新建，對地下洞室空間的建設(shè)需求和結(jié)構(gòu)使用也提出新的要求，特別是對其規(guī)模和空間的要求越來越大，地下空間逐漸向深埋、大跨度和規(guī)模化洞室群的方向進(jìn)一步發(fā)展。在地下洞室的建設(shè)中，變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析是保證地下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、確保安全施工的最直觀和最重要的手段。巖體地下工程中，巖體力學(xué)特征和地質(zhì)條件的復(fù)雜性、初始地應(yīng)力場的非均一性以及洞群之間的相互干擾等均是影響地下洞室開挖變形響應(yīng)的重要因素，巖體變形開挖響應(yīng)很難準(zhǔn)確的進(jìn)行預(yù)測。因此，針對地下洞室群如何根據(jù)相關(guān)信息建立一個相對合理的變形分級預(yù)警指標(biāo)，再根據(jù)開挖過程中實(shí)際監(jiān)測變形和建立的分級變形預(yù)警指標(biāo)來評估地下洞室群的穩(wěn)定性，對確保洞室穩(wěn)定、支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工人員設(shè)備安全顯得非常重要，針對地下洞室群如何建立這一分級變形預(yù)警指標(biāo)到目前為止沒有一個準(zhǔn)確的定論。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種能考慮巖體質(zhì)量、洞群效應(yīng)、監(jiān)測時機(jī)等因素影響下地下洞室群的變形分級預(yù)警指標(biāo)的確定方法。

為此，本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種適用于巖體條件地下洞室群變形分級預(yù)警指標(biāo)的確定方法，所述適用于巖體條件地下洞室群變形分級預(yù)警指標(biāo)的確定方法包括如下步驟：

(1)根據(jù)需要分析的地下洞室群的幾何特征、開挖分序分層，建立該地下洞室群的三維數(shù)值分析模型；該三維數(shù)值分析模型需要考慮主要洞室群及其存在相互交叉影響的周邊洞室，按照施工組織方案對各洞室進(jìn)行分層分區(qū)，形成不同的開挖分步；模型邊界范圍需要消除邊界約束條件對洞室群開挖的影響，邊界距離洞室開挖面的距離一般取5倍洞室直徑(寬度)；并根據(jù)地質(zhì)條件對圍巖進(jìn)行分區(qū)；

(2)根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)勘探結(jié)果和/或洞室開挖狀況，對不同巖性和巖體類別的地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得地下洞室群的每一種巖性、不同巖體質(zhì)量分類條件下的地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI的平均值GSI_avr和最小值GSI_min；

(3)針對所采用巖體力學(xué)本構(gòu)模型，根據(jù)所確定的地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI的平均值GSI_avr和最小值GSI_min，對不同巖性和不同巖體質(zhì)量分類的巖體賦予不同的巖體力學(xué)參數(shù)；

(4)根據(jù)地下洞室群內(nèi)監(jiān)測儀器的實(shí)際布置位置在三維數(shù)值分析模型中相同位置設(shè)置變形監(jiān)測點(diǎn)，用于記錄三維數(shù)值分析模型在開挖支護(hù)仿真模擬過程中的變形變化；