[發明專利]一種特大跨洞室支護結構可控性設計方法

有效

• 申請號: 202010447233.1
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111506956B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 宋超業;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）人: 中鐵第六勘察設計院集團有限公司;中鐵（天津）隧道工程勘察設計有限公司
• 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

本發明公開了一種特大跨洞室支護結構可控性設計方法，包括：獲取特大跨洞室整體穩定的安全系數λ₁和塊體穩定的安全系數λ₂；計算特大跨洞室在無支護狀態下的受力形態并圈定出洞室易發生失穩破壞的區域A；獲取洞室上方不穩定塊體K的形態及其結構面的c₁值和的正切值施加特大跨洞室的支護結構，分級不斷降低區域A巖體的c值和的正切值進行計算，直至發生整體失穩破壞，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結構，分級不斷降低塊體的c₁值和的正切值進行計算，直至塊體發生滑移破壞，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，則支護結構安全性滿足要求。本發明的設計方法結果安全可靠、運用簡便。

技術領域

本發明涉及地下空間領域，尤其涉及一種特大跨洞室支護結構可控性設計方法。

背景技術

隨著社會的發展，地下空間的開發正朝著大跨度、高利用率的方向發展，制約洞室跨度增大的最主要因素是支護結構的安全性是否滿足要求。

現階段，對于常規洞室支護結構的設計，主要是根據規范和理論公式，并結合類似的工程實例來確定，其設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的洞室支護設計，尚無規范和理論公式，可參考的工程案例幾乎沒有，其支護結構的設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、可控的設計方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種特大跨洞室支護結構可控性設計方法，適用于特大跨度洞室的洞室支護，提供了一種以強度折減法為依據的設計方法，設計方法體系分明、方法合理、結果安全可靠、運用簡便。

為實現上述目的，本發明的一種特大跨洞室支護結構可控性設計方法的具體技術方案為：

一種特大跨洞室支護結構可控性設計方法，包括：

獲取特大跨洞室整體穩定的安全系數λ₁和塊體穩定的安全系數λ₂；

計算特大跨洞室在無支護狀態下的受力形態并圈定出洞室易發生失穩破壞的區域A；

獲取洞室上方不穩定塊體K的形態及其結構面的c₁值和的正切值

步驟四，施加特大跨洞室的支護結構，分級不斷降低區域A巖體的c值和的正切值進行計算，直至發生整體失穩破壞，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結構，分級不斷降低塊體的c₁值和的正切值進行計算，直至塊體發生滑移破壞，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，則支護結構安全性滿足要求，反之則不滿足，若支護結構安全性不滿足要求，則需加大支護強度，依據新的支護結構重復步驟四～步驟六，直至滿足λ₁’＞λ₁且λ₂’＞λ₂。

本發明的一種特大跨洞室支護結構可控性設計方法的優點在于：

1)適用于特大跨度洞室、特別是跨度大于50m的洞室支護，為特大跨洞室支護結構設計方法缺失的現狀提供了一種以強度折減法為依據的設計方法；

2)本發明的設計方法針對特大跨洞室的整體穩定和洞室上方塊體的穩定，對巖體強度和結構面強度分別進行折減，并和安全系數進行對比，以此來判定和指導特大跨洞室支護結構的設計；