[發明專利]地下工程中基于位移差/梯度的錨固件長度設計方法

有效

• 申請號: 202010027699.6
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111062087B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 汪波;蔡樹垚;李杰;喻煒;金輝
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 呂春艷

1.地下工程中基于位移差/梯度的錨固件長度設計方法，其特征在于，包括：

采用數值仿真或模型試驗的方法獲得地下工程處圍巖的圍巖參數；選取錨固件的類型，并根據錨固件類型和相應標準選取錨固件的直徑和預應力；

根據地下工程的圍巖參數，建立地下工程的三維模型；

采用數值仿真軟件模擬地下工程開挖，得到施加不同主動支護力后任一圍巖深度下，同一徑向上任意圍巖深度某點的位移和洞周圍巖某點的位移；

根據同一徑向上任意圍巖深度某點的位移和洞周圍巖某點的位移，計算任意圍巖深度處的位移差/位移梯度；

根據同一主動支護力下的所有位移差/位移梯度，繪制同一主動支護力下洞周圍巖位移差或者位移梯度變化曲線；

選取每條位移差/位移梯度變化曲線中位移差/位移梯度小于且無限接近錨固件的極限伸長量/極限延伸率的圍巖深度作為錨固件長度；

在所有錨固件長度中，選取滿足施加支護力和生產錨固件的最小成本原則的錨固件長度作為錨固件的設計長度。

2.根據權利要求1所述的地下工程中基于位移差/梯度的錨固件長度設計方法，其特征在于，所述位移差和位移梯度的計算公式分別為：

Δδ_x＝δ₀-δ_x，

其中，L_x為圍巖深度，Δδ_x為位移差，δ₀為洞周圍巖某點的位移，δ_x為任意圍巖深度L_x某點的位移。

3.根據權利要求1所述的地下工程中基于位移差/梯度的錨固件長度設計方法，其特征在于，所述圍巖參數包括彈性模量、泊松比、粘聚力、內摩擦角和密度；

所述彈性模量的獲取方法為：選取地下工程現場的巖塊制備巖樣，并利用壓力試驗機測得巖樣的彈性模量；

所述泊松比的獲取方法為：根據地下工程現場圍巖的巖體結構，確定地下工程圍巖評定等級，之后根據圍巖評定等級選取泊松比；

采用三軸試驗獲取地下工程現場圍巖的粘聚力、內摩擦角；采用現場環刀法測得地下工程現場圍巖的密度。

4.根據權利要求1所述的地下工程中基于位移差/梯度的錨固件長度設計方法，其特征在于，所述地下工程為隧道。

5.根據權利要求4所述的地下工程中基于位移差/梯度的錨固件長度設計方法，其特征在于，所述根據地下工程的圍巖參數，建立地下工程的三維模型進一步包括：

建立洞徑為5m的隧道洞室，隧道洞室上下左右邊界長度取5倍洞徑，邊界條件限制左右兩邊界的水平位移和下邊界的豎向位移；模型厚度取2m，并限定模型前后兩面的水平位移。

6.根據權利要求1所述的地下工程中基于位移差/梯度的錨固件長度設計方法，其特征在于，在采用數值仿真軟件模擬地下工程開挖時，圍巖深度的范圍為1～7m，在獲取不同圍巖深度的位移差/位移梯度時，圍巖深度的增幅為1m。

7.根據權利要求1-6任一所述的地下工程中基于位移差/梯度的錨固件長度設計方法，其特征在于，所述錨固件為錨桿或者錨索。