[發(fā)明專利]一種特大跨洞室支護(hù)結(jié)構(gòu)可控性設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010447233.1
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111506956B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋超業(yè);賀維國;呂書清;高波;李約漢;費曼利;王星;陳翰;李兆龍;楊鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵第六勘察設(shè)計院集團有限公司;中鐵（天津）隧道工程勘察設(shè)計有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種特大跨洞室支護(hù)結(jié)構(gòu)可控性設(shè)計方法，包括：獲取特大跨洞室整體穩(wěn)定的安全系數(shù)λ₁和塊體穩(wěn)定的安全系數(shù)λ₂；計算特大跨洞室在無支護(hù)狀態(tài)下的受力形態(tài)并圈定出洞室易發(fā)生失穩(wěn)破壞的區(qū)域A；獲取洞室上方不穩(wěn)定塊體K的形態(tài)及其結(jié)構(gòu)面的c₁值和的正切值施加特大跨洞室的支護(hù)結(jié)構(gòu)，分級不斷降低區(qū)域A巖體的c值和的正切值進(jìn)行計算，直至發(fā)生整體失穩(wěn)破壞，記錄下此級別下的計算使用的c’和值；施加特大跨洞室的支護(hù)結(jié)構(gòu)，分級不斷降低塊體的c₁值和的正切值進(jìn)行計算，直至塊體發(fā)生滑移破壞，記錄下此級別下的計算使用的c₁’和值；分別計算得出和若λ₁’＞λ₁且λ₂’＞λ₂，則支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性滿足要求。本發(fā)明的設(shè)計方法結(jié)果安全可靠、運用簡便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下空間領(lǐng)域，尤其涉及一種特大跨洞室支護(hù)結(jié)構(gòu)可控性設(shè)計方法。

背景技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，地下空間的開發(fā)正朝著大跨度、高利用率的方向發(fā)展，制約洞室跨度增大的最主要因素是支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性是否滿足要求。

現(xiàn)階段，對于常規(guī)洞室支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，主要是根據(jù)規(guī)范和理論公式，并結(jié)合類似的工程實例來確定，其設(shè)計方法及安全評判體系已比較成熟。但對于特大跨度洞室特別是跨度大于50m的洞室支護(hù)設(shè)計，尚無規(guī)范和理論公式，可參考的工程案例幾乎沒有，其支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法及安全性的評定尚處于空白階段，必須要建立起一套安全、可控的設(shè)計方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種特大跨洞室支護(hù)結(jié)構(gòu)可控性設(shè)計方法，適用于特大跨度洞室的洞室支護(hù)，提供了一種以強度折減法為依據(jù)的設(shè)計方法，設(shè)計方法體系分明、方法合理、結(jié)果安全可靠、運用簡便。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種特大跨洞室支護(hù)結(jié)構(gòu)可控性設(shè)計方法的具體技術(shù)方案為：

一種特大跨洞室支護(hù)結(jié)構(gòu)可控性設(shè)計方法，包括：

獲取特大跨洞室整體穩(wěn)定的安全系數(shù)λ₁和塊體穩(wěn)定的安全系數(shù)λ₂；

計算特大跨洞室在無支護(hù)狀態(tài)下的受力形態(tài)并圈定出洞室易發(fā)生失穩(wěn)破壞的區(qū)域A；

獲取洞室上方不穩(wěn)定塊體K的形態(tài)及其結(jié)構(gòu)面的c₁值和的正切值

步驟四，施加特大跨洞室的支護(hù)結(jié)構(gòu)，分級不斷降低區(qū)域A巖體的c值和的正切值進(jìn)行計算，直至發(fā)生整體失穩(wěn)破壞，記錄下此級別下的計算使用的c’和值；

步驟五，施加特大跨洞室的支護(hù)結(jié)構(gòu)，分級不斷降低塊體的c₁值和的正切值進(jìn)行計算，直至塊體發(fā)生滑移破壞，記錄下此級別下的計算使用的c₁’和值；

步驟六，分別計算得出和

步驟七，若λ₁’＞λ₁且λ₂’＞λ₂，則支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性滿足要求，反之則不滿足，若支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性不滿足要求，則需加大支護(hù)強度，依據(jù)新的支護(hù)結(jié)構(gòu)重復(fù)步驟四～步驟六，直至滿足λ₁’＞λ₁且λ₂’＞λ₂。

本發(fā)明的一種特大跨洞室支護(hù)結(jié)構(gòu)可控性設(shè)計方法的優(yōu)點在于：

1)適用于特大跨度洞室、特別是跨度大于50m的洞室支護(hù)，為特大跨洞室支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法缺失的現(xiàn)狀提供了一種以強度折減法為依據(jù)的設(shè)計方法；

2)本發(fā)明的設(shè)計方法針對特大跨洞室的整體穩(wěn)定和洞室上方塊體的穩(wěn)定，對巖體強度和結(jié)構(gòu)面強度分別進(jìn)行折減，并和安全系數(shù)進(jìn)行對比，以此來判定和指導(dǎo)特大跨洞室支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計；