[發(fā)明專利]深埋等壓圓形復(fù)合式襯砌隧道力學(xué)響應(yīng)的測試方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110097766.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN112818445B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龔彥峰;朱永全;劉淑紅;吳辰昊;宋玉香;賈曉云;樊浩博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司;石家莊鐵道大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 石家莊國為知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13120
• 代理人: 秦敏華

1.一種深埋等壓圓形復(fù)合式襯砌隧道力學(xué)響應(yīng)的測試方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取所述復(fù)合式襯砌隧道的圍巖的第一參數(shù)，其中，所述第一參數(shù)包括圍巖重度、圍巖級(jí)別、隧道寬度；

根據(jù)所述第一參數(shù)確定所述復(fù)合式襯砌的等壓荷載；

獲取所述復(fù)合式襯砌隧道的第二參數(shù)，其中，所述第二參數(shù)包括第一彈性模量、第二彈性模量、第一泊松比和第二泊松比，所述第一彈性模量表示所述復(fù)合式襯砌隧道的初期支護(hù)的彈性模量，所述第一泊松比表示所述復(fù)合式襯砌隧道的初期支護(hù)的泊松比，所述第二彈性模量表示所述復(fù)合式襯砌隧道的二次襯砌的彈性模量，所述第二泊松比表示所述復(fù)合式襯砌隧道的二次襯砌的泊松比；

基于所述等壓荷載與所述第二參數(shù)計(jì)算所述初期支護(hù)和所述二次襯砌之間的相互作用力；

所述基于所述等壓荷載與所述第二參數(shù)計(jì)算所述初期支護(hù)和所述二次襯砌之間的相互作用力包括：

將所述等壓荷載與所述第二參數(shù)輸入預(yù)設(shè)的第二公式得到所述初期支護(hù)和所述二次襯砌之間的相互作用力，其中，所述預(yù)設(shè)的第二公式包括：

其中，q_b為初期支護(hù)和二次襯砌之間的相互作用力，q_c為復(fù)合式襯砌的等壓荷載，E為第一彈性模量，E′為第二彈性模量，E₁為不同于E的初期支護(hù)的彈性模量，E₂為不同于E′的二次襯砌的彈性模量，a為二次襯砌的內(nèi)半徑，b為初期支護(hù)的內(nèi)半徑，c為初期支護(hù)的外半徑，μ為初期支護(hù)的泊松比，μ^′為二次襯砌的泊松比；

獲取所述復(fù)合式襯砌隧道的第三參數(shù)，其中，所述第三參數(shù)包括所述初期支護(hù)的內(nèi)外半徑、所述二次襯砌的內(nèi)外半徑以及所述初期支護(hù)對(duì)應(yīng)極坐標(biāo)下的半徑、所述二次襯砌對(duì)應(yīng)極坐標(biāo)下的半徑；

基于所述等壓荷載、所述相互作用力和所述第三參數(shù)獲得所述復(fù)合式襯砌隧道的力學(xué)響應(yīng)結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的深埋等壓圓形復(fù)合式襯砌隧道力學(xué)響應(yīng)的測試方法，其特征在于，根據(jù)所述第一參數(shù)確定所述復(fù)合式襯砌的等壓荷載包括：

將所述第一參數(shù)輸入預(yù)設(shè)的第一公式得到所述等壓荷載，其中，所述預(yù)設(shè)的第一公式包括：

q_c＝γ×0.45×2^s-1×{1+0.1×(B-5)}

其中，q_c為復(fù)合式襯砌的等壓荷載，γ為圍巖重度，S為圍巖級(jí)別，B為隧道寬度。

3.如權(quán)利要求1或2所述的深埋等壓圓形復(fù)合式襯砌隧道力學(xué)響應(yīng)的測試方法，其特征在于，所述力學(xué)響應(yīng)結(jié)果包括初期支護(hù)和二次襯砌的應(yīng)力，所述初期支護(hù)和二次襯砌的應(yīng)力的計(jì)算公式包括：

其中，σ_ρ1為初期支護(hù)的徑向正應(yīng)力，為初期支護(hù)的切向正應(yīng)力，σ_ρ2為二次襯砌的徑向正應(yīng)力，為二次襯砌的切向正應(yīng)力，q_b為初期支護(hù)和二次襯砌之間的相互作用力，ρ₁為初期支護(hù)對(duì)應(yīng)極坐標(biāo)下的半徑，ρ₂為二次襯砌對(duì)應(yīng)極坐標(biāo)下的半徑，q_c為復(fù)合式襯砌的等壓荷載，a為二次襯砌的內(nèi)半徑，b為初期支護(hù)的內(nèi)半徑，c為初期支護(hù)的外半徑。

4.如權(quán)利要求1或2所述的深埋等壓圓形復(fù)合式襯砌隧道力學(xué)響應(yīng)的測試方法，其特征在于，所述力學(xué)響應(yīng)結(jié)果還包括初期支護(hù)和二次襯砌的軸力，所述初期支護(hù)和二次襯砌的軸力的計(jì)算公式包括：

其中，N₁為初期支護(hù)的軸力，N₂為二次襯砌的軸力，b為初期支護(hù)的內(nèi)半徑，c為初期支護(hù)的外半徑，a為二次襯砌的內(nèi)半徑，為初期支護(hù)的切向正應(yīng)力，為二次襯砌的切向正應(yīng)力，ρ₁為初期支護(hù)對(duì)應(yīng)極坐標(biāo)下的半徑，ρ₂為二次襯砌對(duì)應(yīng)極坐標(biāo)下的半徑。