适用于超高地应力作用下软岩隧道变形等级的分级方法技术

技术编号:28552800 阅读:31 留言:0更新日期:2021-05-25 17:45
本发明专利技术公开了一种适用于超高地应力作用下软岩隧道变形等级的分级方法,从围岩级别、地应力大小、地下水发育条件、强度应力比、绝对变形量和相对变形量五个方面提供判定依据,并在此基础考虑各评价因素的权重因子,提出了围岩变形程度评价指标ELD,基于围岩变形程度评价指标ELD可以将围岩变形程度分为为无大变形、轻微大变形Ⅰ、中等大变形Ⅱ和严重大变形Ⅲ四种情况。本发明专利技术能为划分挤压性千枚岩和碳质板岩隧道的变形等级提供判别标准,同时也为施工人员能全面了解挤压性千枚岩和碳质板岩的分级提供理论依据和方法。本发明专利技术具有适应范围广,试验精度高、针对性强、分级方法简单、可靠等优点,为隧道工程安全施工提供保障。

【技术实现步骤摘要】
适用于超高地应力作用下软岩隧道变形等级的分级方法
本专利技术涉及隧道围岩变形分级方法领域,特别是一种适用于超高地应力作用下软岩隧道变形等级的分级方法。
技术介绍
隧道穿越高地应力、较强残余构造应力及断层破碎带时,围岩大变形是一种分布广泛的、危害极大的施工地质灾害。隧道大变形是软弱围岩在地应力、施工影响和地下水等因素共同作用下,隧道围岩的一种受力变形破坏现象,其实质是隧道开挖引起了围岩地应力的再次分布,造成岩体失去或部分失去自稳能力,围岩变形得不到抑制,使得围岩产生松动区,进而使隧道支护体系遭到破坏。当隧道发生大变形时,围岩松动圈扩展很快,极有可能发生大变形甚至塌方等灾害。如能对软弱围岩地段的隧道围岩变形量进行有效的预测预报,就能够在发生大变形概率较大的地段,应用有效的支护手段来防止大变形发生。因此,隧道变形等级的预测预报能为施工过程中的围岩的支护设计参数修正提供有效的参考。而已有研究成果表明,软岩隧道围岩大变形的发生与围岩的岩性、地应力场大小、地质构造环境、结构特征、围岩的渗流场环境密切相关。国外学者Hoek和Marlinos在文献《P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于超高地应力作用下软岩隧道变形等级的分级方法,其特征在于,包括如下步骤:/n S1、根据地勘资料,获取隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩参数,所述隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩参数包括:隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩等级、隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩初始地应力、隧道挤压性千枚岩及碳质板岩地层中地下水的发育状态、隧道挤压性千枚岩及碳质板岩地层中围岩强度应力比、隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围绝对变形量和隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩相对变形量;/nS2、分别对隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩等级、隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩初始地应力、隧道挤压性千枚岩及碳质板岩地层中地下水的发育状态、隧道...

【技术特征摘要】
1.一种适用于超高地应力作用下软岩隧道变形等级的分级方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、根据地勘资料,获取隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩参数,所述隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩参数包括:隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩等级、隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩初始地应力、隧道挤压性千枚岩及碳质板岩地层中地下水的发育状态、隧道挤压性千枚岩及碳质板岩地层中围岩强度应力比、隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围绝对变形量和隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩相对变形量;
S2、分别对隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩等级、隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩初始地应力、隧道挤压性千枚岩及碳质板岩地层中地下水的发育状态、隧道挤压性千枚岩及碳质板岩地层中围岩强度应力比、隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围绝对变形量和隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩相对变形量进行等级划分,并对所划分的每个等级进行评分;
S3、在步骤S2的基础上,设定一个隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩的变形程度评价指标ELD,并根据得到的隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩的变形程度评价指标ELD的数值对隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩的变形程度进行等级划分;
S4、根据步骤S3的隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩的变形程度所划分的等级确定各等级对应的隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩变形特征。


2.根据权利要求1所述的适用于超高地应力作用下软岩隧道变形等级的分级方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩等级划分为:①Ⅰ、Ⅱ;②Ⅲ;③Ⅳ强;④Ⅳ弱;⑤Ⅴ强;⑥Ⅴ弱。


3.根据权利要求2所述的适用于超高地应力作用下软岩隧道变形等级的分级方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述隧道挤压性千枚岩及碳质板岩围岩初始地应力的等级划分为:①≤10MPa;②10~20MPa;③20~30MPa;④30~40MPa;⑤40~55MPa;⑥≥55MPa。


4.根据权利要求3所述的适用于超高地应力作用下软岩隧道变形等级的分级方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述隧道挤压性千枚岩及碳质板岩地层中地下水的发育状态的等级划分为:①不发育;②湿润,渗水;③较发育,点滴状;④发育,淋雨状;⑤发育,细股状;⑥发育,涌流状。


5.根据权利要求4所述的适用于超高地应力作用下软岩隧道变形等级的分级方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述隧道挤压性千枚岩及碳质板岩地层中围岩强度应力比的等级划分为:①≥0.7;②0.5~0.7;③0.4~0.5;④0.3~0.4;⑤0.1~0...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨文波何川罗春雨康海波杜明谭小军陈子全钱志豪寇昊
申请(专利权)人:西南交通大学四川公路桥梁建设集团有限公司公路隧道分公司
类型:发明
国别省市:四川;51

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