[發明專利]一種臺風波浪作用下海底隧道風化槽穩定性預測方法

在審

• 申請號: 202211205160.0
• 申請日: 2022-09-29
• 公開（公告）號: CN115545298A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 羅才松;陳華艷;許力;陳軍浩;周亦濤;常方強;王碧珍;林友峰;張澤群
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/08
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

本發明涉及一種臺風波浪作用下海底隧道風化槽穩定性預測方法。該方法的工作原理是，當波浪持續作用在風化槽土體上時，一方面波浪壓力在風化槽引起了滑塌力，另一方面風化槽自身重力也組成了滑塌力，循環壓力使得風化槽土體出現強度衰減，衰減后土體強度具有的抵抗滑塌力阻止風化槽滑塌，若抵抗滑塌力小于滑塌力時，風化槽出現滑塌，失去穩定。本發明具有結構簡單、結果可靠和使用方便的優點。

技術領域

本發明涉及基礎建設領域，具體涉及一種臺風波浪作用下海底隧道風化槽穩定性預測方法。

背景技術

海底隧道是一種常見的地下結構形式，有些海底隧道圍巖處于海底風化槽內，工程性質較差。正常海況下，隧道拱頂上覆風化槽能夠保持自穩，但當遇到臺風時，波浪對海底施加一循環壓力，導致風化槽土體出現擾動，強度逐漸衰減，加之波浪處于波峰時，風化槽表面土體受到波浪壓力作用，風化槽土體在隧道尚未進行支護時，可能因自重等作用出現塌落，出現工程事故。迄今為止，尚未見到有關方法對臺風下海底隧道風化槽的穩定性進行判別。

發明內容

本發明的目的在于提供一種臺風波浪作用下海底隧道風化槽穩定性預測方法，具有結構簡單、結果可靠和使用方便的優點。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種臺風波浪作用下海底隧道風化槽穩定性預測方法，包括如下步驟：

(1)確定海底隧道的寬度B、單次循環進尺L₀和風化槽厚度H₀；

(2)確定百年一遇臺風波浪時，風化槽處水動力參數，包括水深d、波高H、波長L、周期T₀和持續作用時間T；

(3)確定風化槽處土體水下的飽和重度γ_sat；

(4)確定百年一遇臺風波浪在風化槽海床表面產生的波浪峰值壓力p₀；

(5)確定波浪循環作用次數N；

(6)確定土體在波浪循環荷載下作用次數為N時的衰減粘聚力c'、衰減內摩擦角和超孔隙水壓力u；

(7)確定隧道開挖后尚未支護時風化槽由重力引起的滑塌力T₁；

(8)確定隧道開挖后尚未支護時風化槽由波浪壓力引起的滑塌力T₂；

(9)確定隧道開挖后尚未支護時風化槽總滑塌力T；

(10)確定隧道開挖尚未支護時風化槽的抵抗滑塌力R；

(11)判定臺風波浪作用下海底隧道風化槽的穩定性。

相較于現有技術，本發明具有以下有益效果：本發明的工作原理是，當波浪持續作用在風化槽土體上時，一方面波浪壓力在風化槽引起了滑塌力，另一方面風化槽自身重力也組成了滑塌力，循環壓力使得風化槽土體出現強度衰減，衰減后土體強度具有的抵抗滑塌力阻止風化槽滑塌，若抵抗滑塌力小于滑塌力時，風化槽出現滑塌，失去穩定。本發明具有結構簡單、結果可靠和使用方便的優點。

具體實施方式

下面，對本發明的技術方案進行具體說明。

本發明一種臺風波浪作用下海底隧道風化槽穩定性預測方法，包括如下步驟：

(1)明確海底隧道的寬度B、單次循環進尺L₀和風化槽厚度H₀。

根據隧道設計和施工方案，確定上述三個參數。

(2)確定百年一遇臺風波浪時，風化槽處水動力參數，包括水深d、波高H、波長L、周期T₀和持續作用時間T。

根據海洋氣象水文資料，確定隧道風化槽處的上述參數。