一种类岩堆体裂隙围岩中隧道开挖安全系数确定方法技术

本发明专利技术提供一种类岩堆体裂隙围岩中隧道开挖安全系数的确定方法，通过计算和试验获取不连续面的剪切强度τ

【技术实现步骤摘要】
一种类岩堆体裂隙围岩中隧道开挖安全系数确定方法
本专利技术涉及类岩堆体围岩中隧道开挖稳定性领域，特别涉及一种基于非连续岩体力学的类岩堆体隧道开挖围岩块体安全系数的确定方法。
技术介绍
传统均质土体安全系数的确定通常是依据摩尔-库仑强度理论，即土体一点的极限平衡条件，推广到沿任一曲面局部或整体的土体。当土体沿曲面局部或整体的剪应力和抗剪强度的积分值(代数和)相等时，土体整体沿该曲面达到极限状态，由此可给出土体稳定安全系数。传统岩石的稳定性判据是以狄利克雷(Dirichlet)准则为判据，即稳定性取决于岩体势能即自由能驻值的性质，将岩石假定为弹性体系，在其所有几何可能位移状态中，其真实的位移状态使总势能为驻值(可能极大、极小或者始终保持不变)，势能驻值条件等价于平衡条件。然而，平衡状态有稳定的、不稳定的和随遇平衡三种，要判别平衡状态究竟属于哪一种，从严格的数学意义上说，也即是如果要研究其变形状态是否稳定，不仅必须满足总势能的一阶变分为零，即总势能驻值的条件，而且还必须进一步考察总势能的二阶变分情况。当岩体的势能E的一次变分为零，即δE＝0时，岩体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种类岩堆体裂隙围岩中隧道开挖安全系数确定方法，其特征在于，具体包括以下步骤：/nS1、获取类岩堆体围岩块体-土体二元结构不连续面的剪切强度τ

【技术特征摘要】
1.一种类岩堆体裂隙围岩中隧道开挖安全系数确定方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、获取类岩堆体围岩块体-土体二元结构不连续面的剪切强度τa；
对于类岩堆体不连续面可概化为愈合结构面，其不连续面上的剪切强度τa可按公式一计算；公式一：τa＝σntan(i+φ)，其中σn为不连续面法向应力，φ为内摩擦角，i为类岩堆体膨胀角，参数值可通过试验或经验类比法确定；
S2、获取类岩堆体围岩块体-土体二元结构不连续面的法向刚度kn和切向刚度ks：其中法向刚度kn可通过公式二或公式三获取；对于类岩堆体不连续面的切向刚度ks是一个常数，可根据试验或经验类比法确定；
公式二：其中kni为初始法向刚度，ΔV为不连续面开裂度，Vm为不连续面最大开裂度，式中各参数值可根据试验确定或估算；
公式三：其中Em为类岩堆体的变形模量(由现场或室内试验确定)，E为类岩堆体中块体模量(由现场或室内试验确定)；S为类岩堆体不连续面的间距平均值，可根据地质勘察确定；
S3：获取类岩堆体隧道围岩块体应力状态中的正应力σn和剪应力τ；
所述类岩堆体隧道围岩块体正应力σn可通过公式四确定；剪应力τ可通过公式五计算获取；
公式四：σn＝σni-knΔV；其中σni和ΔV分别为初始法向应力和位移，可通过试验获得；不连续面的法向刚度kn...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧彬，张子新，张超，黄昕，王超，王帅峰，郭超，
申请(专利权)人：中电建路桥集团有限公司，同济大学，
类型：发明
国别省市：北京;11