[發明專利]一種基于近似冪函數的隧道局部存水凍脹力計算方法及其應用

有效

• 申請號: 202010575576.6
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111753359B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 王道遠;崔光耀;欒永軍;朱永全;崔海龍;孫梁;孫永杰;王悅;袁金秀;孫明磊;皮陽陽;陳春星
• 申請（專利權）人: 河北交通職業技術學院;河北建設集團股份有限公司;石家莊鐵道大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

1.一種基于近似冪函數的隧道局部存水凍脹力計算方法，其特征在于，凍脹力P采用下式計算：

式中：

t——積冰深度(m)；

K_r——圍巖彈性抗力系數(MPa/m)；

K_i——冰體彈性抗力系數(MPa/m)；

K_l——襯砌彈性抗力系數(MPa/m)；

其中，a，b均為圍巖影響系數，具體取值：

當圍巖等級為I級時，a＝0.039,b＝0.889；

當圍巖等級為II級時，a＝0.034,b＝0.840；

當圍巖等級為III級時，a＝0.028,b＝0.743；

當圍巖等級為IV級時，a＝0.022,b＝0.563；

當圍巖等級為V級時，a＝0.020,0.408。

2.根據權利要求1所述的計算方法，其特征在于，其中，圍巖彈性抗力系數K_r通過查閱鐵路隧道設計規范確定。

3.根據權利要求1所述的計算方法，其特征在于，其中，襯砌彈性抗力系數K_l通過試驗測定，或者，根據襯砌的彈性抗力系數K_l采用經驗值75MPa/m；

其中，冰體彈性抗力系數K_i通過試驗測定，或者，冰體彈性抗力系數K_i采用經驗值50MPa/m。

4.一種考慮凍脹力的季凍區隧道襯砌設計方法，其特征在于，其包括以下步驟：

第一，施工過程中，通過現場勘測得出由于施工塌方以及超挖產生的存水空間的積冰深度值以及對應的位置；

第二，在襯砌結構的計算中，對應于第一步的施工塌方以及超挖產生存水空間的位置增加局部存水凍脹力，進行安全性驗算；

其中，第二步中的局部存水凍脹力是采用權利要求1所述的計算方法計算而得到，隧道局部存水凍脹力計算方法中所需要的積冰深度采用第一步的現場勘測得出由于施工塌方以及超挖產生存水空間的積冰深度值。

5.一種隧道局部存水凍脹力計算系統，其特征在于，包括：數據輸入模塊、圍巖等級確定模塊、局部凍脹力計算模塊、顯示模塊；

數據輸入模塊的輸出端分別與圍巖等級確定模塊、局部凍脹力計算模塊的輸入端連接；

圍巖等級確定模塊的輸出端與局部凍脹力計算模塊的輸入端連接；

局部凍脹力計算模塊的輸出端與顯示模塊的輸入端連接；

其中，數據輸入模塊，用于輸入積冰深度、圍巖彈性抗力系數、冰體彈性抗力系數、襯砌彈性抗力系數、冰的凍脹率、巖石參數；

其中，圍巖等級確定模塊通過數據輸入模塊輸入的巖石參數來確定圍巖等級，進而將結果發送到局部凍脹力計算模塊，局部凍脹力計算模塊通過圍巖等級確定模塊的結果來確定a、b值；

其中，局部凍脹力計算模塊，其用于計算隧道局部存水凍脹力，采用權利要求1所述的計算方法；

其中，顯示模塊，用于顯示計算的隧道局部存水凍脹力計算結果。

6.一種存儲介質，其特征在于，在該存儲介質中存儲有執行如權利要求1所述的計算方法的程序。