一种高原铁路高地应力硬岩隧道主动支护设计方法技术

本发明专利技术公开了一种高原铁路高地应力硬岩隧道主动支护设计方法，包括以下步骤：S1：确定硬岩隧道的支护类型，并根据支护类型确定硬岩隧道的冲击载荷；S2：根据硬岩隧道的冲击载荷进行安全系数验算；S3：根据安全系数验算结果，完成硬岩隧道主动支护设计。本发明专利技术针对高地应力硬岩隧道设计施工难题，从能量释放角度推导了岩爆隧道的冲击荷载计算方法，组合松散荷载，给出岩爆隧道的荷载计算模型及支护结构设计方法，设计方法所给出的岩爆隧道支护参数能满足隧道规范最小安全系数的要求，使隧道结构处于安全状态，并具有一定的安全储备。并具有一定的安全储备。并具有一定的安全储备。

【技术实现步骤摘要】
一种高原铁路高地应力硬岩隧道主动支护设计方法


[0001]本专利技术属于隧道支护
，具体涉及一种高原铁路高地应力硬岩隧道主动支护设计方法。

技术介绍

[0002]高原铁路隧道具有大变形段落长和地应力高的特点，必然导致隧道修建过程中所面临的大变形问题将更为严峻，而现阶段已积累的大变形隧道工程经验可能并不能直接适用于地应力水平过高的情况。
[0003]高原铁路雅林段隧道穿越花岗岩、灰岩等硬质岩约394km(占比47％)，共有28座隧道存在不同程度的岩爆问题。勘察揭示色季拉山隧道实测最大水平地应力为35MPa，模拟预测拉月隧道最大水平地应力达75MPa。可以看出，高原铁路雅林段的地应力水平远超过现有隧道工程，不能再按已有工程进行类比设计。
[0004]鉴于此，本专利技术基于现有研究成果，结合工程实践，提出隧道主动支护理念及相应设计方法。基于能量法推导了岩爆隧道的冲击荷载计算方法，同时组合松散荷载，给出了岩爆隧道的荷载计算模型。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种高原铁路高地应力硬岩隧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高原铁路高地应力硬岩隧道主动支护设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：确定硬岩隧道的支护类型，并根据支护类型确定硬岩隧道的冲击载荷；S2：根据硬岩隧道的冲击载荷进行安全系数验算；S3：根据安全系数验算结果，完成硬岩隧道主动支护设计。2.根据权利要求1所述的高原铁路高地应力硬岩隧道主动支护设计方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下子步骤：S11：确定硬岩隧道的支护类型，基于硬岩隧道的支护类型确定硬岩隧道的岩爆倾向性指数，并根据岩爆倾向性指数确定岩爆等级；S12：根据不同岩爆等级，确定硬岩隧道的爆块质量和爆块冲击速度；S13：根据硬岩隧道的爆块冲击速度，确定动荷因数；S14：根据爆块冲击速度和动荷因数，确定硬岩隧道的冲击载荷。3.根据权利要求2所述的高原铁路高地应力硬岩隧道主动支护设计方法，其特征在于，所述步骤S11中，岩爆倾向性指数W
et
的计算公式为：W
et
＝Φ
SP
/Φ
ST
式中，Φ
SP
表示卸载所释放的弹性应变能，Φ
ST
表示耗损的弹性应变能；所述步骤S11中，岩爆等级的确定方法为：若W
et
≥5.0，则岩爆等级为严重岩爆；若2.0≤W
et
<5.0，则岩爆等级为中低烈度岩爆；若W
et
&lt...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大刚，王明年，王志龙，严志伟，赵大铭，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：