[發(fā)明專利]一種地下洞室頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面穩(wěn)定性分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110589730.X
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113378263B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李會中;劉沖平;肖云華;許琦;黃孝泉;郝文忠;郝喜明;翁金望
• 申請（專利權(quán)）人: 長江三峽勘測研究院有限公司（武漢）
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平;陶洪

一種地下洞室頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面穩(wěn)定性分析方法，涉及圍巖受力分析領(lǐng)域。該地下洞室頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面穩(wěn)定性分析方法是在地下洞室頂拱自下向上鉆孔并采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計確定地下洞室緩傾結(jié)構(gòu)面的特征，根據(jù)地下洞室緩傾結(jié)構(gòu)面的特征按地下洞室頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面失穩(wěn)模式分成構(gòu)成塊體的緩傾結(jié)構(gòu)面、不構(gòu)成塊體的緩傾結(jié)構(gòu)面及短小緩傾結(jié)構(gòu)面較發(fā)育區(qū)分別計算和分析局部穩(wěn)定性。本實施例提供的地下洞室頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面穩(wěn)定性分析方法能有效避免常規(guī)方法精度低、易遺漏等問題，更合理全面判別緩傾結(jié)構(gòu)面的空間延伸情況及性狀特征，并系統(tǒng)分析頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面失穩(wěn)模式與穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及圍巖受力分析領(lǐng)域，具體而言，涉及一種地下洞室頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面穩(wěn)定性分析方法。

背景技術(shù)

地下洞室頂拱圍巖中可能存在由緩傾結(jié)構(gòu)面引起的地質(zhì)問題，對長期運行和施工安全都存在著隱患，也成為地下洞室工程勘察中亟待解決的重要問題之一。同時因前期勘探精度有限，加上緩傾結(jié)構(gòu)面于地下洞室頂拱上具有隱蔽性特征，難以準確查明緩傾結(jié)構(gòu)面的延伸情況，導(dǎo)致難以分析其失穩(wěn)破壞模式及定量評價其穩(wěn)定性。

傳統(tǒng)的地下洞室緩傾結(jié)構(gòu)面搜索與分析方法主要依靠在地下洞室附近勘探采集結(jié)構(gòu)面數(shù)據(jù)，通過對結(jié)構(gòu)面的發(fā)育特征進行統(tǒng)計分析，以此推測地下洞室頂拱圍巖中緩傾結(jié)構(gòu)面的發(fā)育特征，并進行穩(wěn)定性定性分析，但是由于圍巖中結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征的隱蔽性，傳統(tǒng)方法未直接揭露頂拱中結(jié)構(gòu)面的發(fā)育特征，僅僅是對其發(fā)育特征進行推測分析，且對未構(gòu)成塊體的長大緩傾結(jié)構(gòu)面穩(wěn)定性僅做定性分析，無法滿足地下洞室頂拱圍巖穩(wěn)定分析需求。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于提供一種地下洞室頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面穩(wěn)定性分析方法，其能夠有效避免常規(guī)方法精度低、易遺漏等問題，更合理全面判別緩傾結(jié)構(gòu)面的空間延伸情況及性狀特征，并系統(tǒng)分析頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面失穩(wěn)模式與穩(wěn)定性。

本申請的實施例是這樣實現(xiàn)的：

本申請實施例提供一種地下洞室頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面穩(wěn)定性分析方法，包括以下步驟：

在地下洞室頂拱自下向上鉆孔，并采集鉆孔內(nèi)部的結(jié)構(gòu)面位置、產(chǎn)狀和性狀數(shù)據(jù)，對地下洞室頂拱上的多個鉆孔的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計確定地下洞室緩傾結(jié)構(gòu)面的特征，根據(jù)地下洞室緩傾結(jié)構(gòu)面的特征按地下洞室頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面失穩(wěn)模式分成構(gòu)成塊體的緩傾結(jié)構(gòu)面、不構(gòu)成塊體的緩傾結(jié)構(gòu)面及短小緩傾結(jié)構(gòu)面較發(fā)育區(qū)；

對構(gòu)成塊體的緩傾結(jié)構(gòu)面采取塊體理論計算穩(wěn)定系數(shù)；對不構(gòu)成塊體的緩傾結(jié)構(gòu)面，當結(jié)構(gòu)面為拉裂式時其穩(wěn)定系數(shù)K的計算公式為：當結(jié)構(gòu)面為彎折式時其穩(wěn)定系數(shù)K的計算公式為：式中，σ_t為巖石抗拉強度，L，θ為緩傾結(jié)構(gòu)面的長度與傾角，h為緩傾結(jié)構(gòu)面于頂拱的埋深，γ為巖石重度；對短小緩傾結(jié)構(gòu)面較發(fā)育區(qū)定性分析局部穩(wěn)定性。

在一些可選的實施方案中，在地下洞室頂拱自下向上鉆孔時采用潛孔鉆鉆孔。

在一些可選的實施方案中，采集鉆孔內(nèi)部的結(jié)構(gòu)面位置、產(chǎn)狀和性狀數(shù)據(jù)時，對鉆孔內(nèi)部進行高清錄像。

本申請的有益效果是：本實施例提供的地下洞室頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面穩(wěn)定性分析方法包括以下步驟：在地下洞室頂拱自下向上鉆孔，并采集鉆孔內(nèi)部的結(jié)構(gòu)面位置、產(chǎn)狀和性狀數(shù)據(jù)，對地下洞室頂拱上的多個鉆孔的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計確定地下洞室緩傾結(jié)構(gòu)面的特征，根據(jù)地下洞室緩傾結(jié)構(gòu)面的特征按地下洞室頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面失穩(wěn)模式分成構(gòu)成塊體的緩傾結(jié)構(gòu)面、不構(gòu)成塊體的緩傾結(jié)構(gòu)面及短小緩傾結(jié)構(gòu)面較發(fā)育區(qū)；對構(gòu)成塊體的緩傾結(jié)構(gòu)面采取塊體理論計算穩(wěn)定系數(shù)；對不構(gòu)成塊體的緩傾結(jié)構(gòu)面，當結(jié)構(gòu)面為拉裂式時其穩(wěn)定系數(shù)K的計算公式為：當結(jié)構(gòu)面為彎折式時其穩(wěn)定系數(shù)K的計算公式為：式中，σ_t為巖石抗拉強度，L，θ為緩傾結(jié)構(gòu)面的長度與傾角，h為緩傾結(jié)構(gòu)面于頂拱的埋深，γ為巖石重度；對短小緩傾結(jié)構(gòu)面較發(fā)育區(qū)定性分析局部穩(wěn)定性。本實施例提供的地下洞室頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面穩(wěn)定性分析方法能有效避免常規(guī)方法精度低、易遺漏等問題，更合理全面判別緩傾結(jié)構(gòu)面的空間延伸情況及性狀特征，并系統(tǒng)分析頂拱緩傾結(jié)構(gòu)面失穩(wěn)模式與穩(wěn)定性。

附圖說明