一种不同施工阶段隧道稳定性判别的方法技术

本发明专利技术公开了一种不同施工阶段隧道稳定性判别的方法，通过提出一个能够反映隧道围岩工程力学特性和隧道开挖及支护作用影响的新概念——围岩屈服体积比，利用开挖后隧道变形逐渐发展的过程即是围岩应力逐渐释放的过程这一力学特性，建立了隧道某一施工阶段的隧道开挖后围岩屈服体积比随围岩应力释放率的变化曲线，并利用该曲线的突变特性来判断该施工阶段隧道的稳定性。本发明专利技术具有物理概念清晰简单、使用方便且结果可靠等优点，适合于在公路隧道、铁路隧道、水工隧洞、市政隧道等类似地下工程的施工安全管理中推广使用。

A method for discriminating the stability of tunnel at different stages of construction

The invention discloses a method for judging the stability of tunnel in different construction stages, through put forward a new concept can reflect the influence of tunnel engineering mechanical characteristics of surrounding rock and tunnel excavation and supporting effect of wall rock yield volume ratio, using the process after tunnel excavation deformation gradually is the mechanical characteristics of surrounding rock stress is gradually released the establishment of a tunnel construction stage of the tunnel after excavation of yield curve with the volume ratio of rock stress release rate, and the stability of the curve to determine the mutation characteristics of the construction stage of the tunnel. The invention has the advantages of clear and simple physical concept, convenient operation and reliable results, and is suitable for popularization and application in the construction safety management of similar underground works such as highway tunnels, railway tunnels, hydraulic tunnels and municipal tunnels.

【技术实现步骤摘要】
一种不同施工阶段隧道稳定性判别的方法
本专利技术涉及一种不同施工阶段隧道稳定性判别的方法，具体是对修建在地层中采用暗挖法施工的山岭隧道(公路、铁路)、市政隧道及引水隧洞等的不同施工阶段的稳定性进行判别的方法。
技术介绍
采用暗挖法修建隧道，一般多采用分部施工方法，如正台阶法及三台阶法等。分部施工的主要特点就是将隧道分成若干个施工阶段，如正台阶法将隧道分成上台阶施工、下台阶施工、仰拱封闭及浇筑隧道衬砌结构等，而三台阶法将隧道分成上台阶施工、中台阶施工、下台阶施工、仰拱封闭及浇筑隧道衬砌结构等。目前，在隧道施工过程中的施工安全管理主要依据隧道极限位移进行的。而隧道的极限位移就是隧道即将坍塌丧失稳定时的位移，这就必须对隧道稳定性进行判别。隧道稳定性的判别针对的是浇筑隧道二次衬砌结构之前的几个施工阶段。现有的隧道的极限位移主要是针对仰拱封闭后的施工阶段(如铁路隧道设计规范，TB1003-2005)，而且隧道稳定性判别方法采用定性的塑性区贯通与否或采用收敛-限制法原理的围岩特征曲线的拐点位置。收敛-限制法的原理如图1所示。图中u为隧道周边的位移，u0为隧道开挖后支护施作之前的位移，Pa为隧道支本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不同施工阶段隧道稳定性判别的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)首先确定隧道的开挖跨度、开挖高度、隧道埋深以及施工方法，再确定隧道围岩地层的物理力学指标和初期支护参数，其中初期支护包括初期支护钢架和喷混凝土层；2)采用FLAC

【技术特征摘要】
1.一种不同施工阶段隧道稳定性判别的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)首先确定隧道的开挖跨度、开挖高度、隧道埋深以及施工方法，再确定隧道围岩地层的物理力学指标和初期支护参数，其中初期支护包括初期支护钢架和喷混凝土层；2)采用FLAC3D5.0商业软件对隧道某一施工阶段建立数值模型并进行数值模拟，建立隧道的准三维数值模型，模型左右及前后两侧约束其水平位移，模型底部约束其垂直方向位移，模型顶部为自由面，其中视地层为理想弹塑性材料，符合Mohr-Coulomb屈服准则，且地层采用8节点实体等参单元模拟，视初期支护为弹性材料，且采用三角形壳单元模拟；3)根据初期支护钢架和喷混凝土层的支护参数及其力学性能指标计算初期支护等效为均匀材料的弹性模量；4)将隧道初期支护弹性模量乘以一个扩大或缩小的系数进行隧道受力变形分析，直到在特定的最大不平衡力预设精度下无法收敛为止，然后在每一种支护刚度条件下，隧道围岩应力及支护受力不断...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙星亮，张岳峰，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北,13