[發明專利]應力流守恒原理及洞室群隧道結構設計方法、裝置

有效

• 申請號: 202110552636.7
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113153372B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 劉建友;呂剛;趙勇;岳嶺;劉方;蔣小銳;于晨昀;陳丹;彭斌;王楊;胡晶;答子虔;王婷;李力;張延;張礦三;張鵬;譚富圣;王德福;馬福東;王瑾;曲強;徐治中;陳五二;祝安龍
• 申請（專利權）人: 中鐵工程設計咨詢集團有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 陳亞斌;關兆輝

本發明提供了應力流守恒原理及洞室群隧道結構設計方法、裝置，所述方法包括：獲取第一參數和第二參數；所述第一參數包括隧道開挖前的地質參數和相鄰兩個隧道的設計參數，所述相鄰兩個隧道包括第一隧道和第二隧道；所述第二參數包括所述相鄰兩個隧道之間的巖墻實際承擔的應力流、所述巖墻的縱向長度和所述巖墻的安全系數允許范圍；根據所述第一參數，計算所述巖墻的厚度；根據所述第二參數和所述巖墻的厚度，計算所述巖墻的支護結構的參數。本發明采用應力流守恒原理可以方便快速地計算群洞中各個巖墻的受力，并根據巖墻的穩定性設計支護措施，確保群洞的穩定。

技術領域

本發明涉及隧道技術領域，具體而言，涉及應力流守恒原理及洞室群隧道結構設計方法、裝置。

背景技術

近年來，隨著我國各行各業地下空間大規模的開發利用，出現了許多地下洞室群的工程，如水利水電行業的地下發電廠房、交通運輸行業的地下車站、軍事部門的地下機庫和彈藥庫等，這些地下洞室群的規模越來越大，結構越來越復雜，地下洞室群圍巖的穩定性及支護結構的設計成為工程建設的關鍵技術難題。

發明內容

本發明的目的在于提供應力流守恒原理及洞室群隧道結構設計方法、裝置，以改善上述問題。

為了實現上述目的，本申請實施例提供了如下技術方案：

一方面，本申請實施例提供了應力流守恒原理及洞室群隧道結構設計方法，所述方法包括：

獲取第一參數和第二參數；所述第一參數包括隧道開挖前的地質參數和相鄰兩個隧道的設計參數，所述相鄰兩個隧道包括第一隧道和第二隧道；所述第二參數包括所述相鄰兩個隧道之間的巖墻實際承擔的應力流、所述巖墻的縱向長度和所述巖墻的安全系數允許范圍；

根據所述第一參數，計算所述巖墻的厚度；

根據所述第二參數和所述巖墻的厚度，計算所述巖墻的支護結構的參數。

可選的，所述根據所述第一參數，計算所述巖墻的厚度，包括：

通過公式(1)計算所述巖墻的厚度，所述公式(1)為：

公式(1)中，d為所述巖墻的厚度；k₂為壓桿穩定性安全系數；σ₀為隧道開挖前初始地應力；D₁為所述第一隧道的開挖跨度；D₂為所述第二隧道的開挖跨度；μ為所述巖墻的高度系數；h為所述巖墻的高度；E為圍巖的彈性模量。

可選的，所述根據所述第二參數和所述巖墻的厚度，計算所述巖墻的支護結構的參數，包括：

獲取第三參數，所述第三參數包括所述巖墻加固后的抗壓強度允許范圍、噴射混凝土的抗壓強度允許范圍、二襯模筑混凝土的抗壓強度允許范圍、所述巖墻加固后的厚度允許范圍、所述噴射混凝土的厚度允許范圍和所述二襯模筑混凝土的厚度允許范圍；

根據所述第二參數、所述巖墻的厚度和所述第三參數確定所述巖墻的支護結構中的參數，所述巖墻的支護結構中的參數包括所述巖墻加固后的抗壓強度、所述噴射混凝土的抗壓強度、所述二襯模筑混凝土的抗壓強度、所述巖墻加固后的厚度、所述噴射混凝土的厚度和所述二襯模筑混凝土的厚度。

可選的，所述相鄰兩個隧道之間的巖墻實際承擔的應力流的計算，包括：

獲取所述巖墻的面積、所述第一隧道的開挖跨度、所述第一隧道的縱向長度、所述第二隧道的開挖跨度、所述第二隧道的縱向長度和隧道開挖前初始地應力；

根據所述第一隧道的開挖跨度和所述第一隧道的縱向長度，計算得到所述第一隧道的面積，根據所述第二隧道的開挖跨度和所述第二隧道的縱向長度，計算得到所述第二隧道的面積；