一种隧道深浅埋荷载转换方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种隧道深浅埋荷载转换方法和系统，属于交通工程技术领域，本发明专利技术通过改善围岩力学参数，使得浅埋转变成深埋隧道，以达到围岩荷载减小的目的，且深埋隧道顶部地面可以复耕或恢复植被，从而也达到了有效利用土地的目的。地的目的。地的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道深浅埋荷载转换方法和系统


[0001]本专利技术属于交通工程
，具体涉及一种隧道深浅埋荷载转换方法和系统。

技术介绍

[0002]目前执行的公路、铁路规范，隧道围岩荷载的计算根据埋深H和深埋隧道垂直荷载计算高度h
a
的关系，分为超浅埋(H≤h
a
)、浅埋(h
a
＜H≤2.0
‑
2.5h
a
)和深埋(2.0
‑
2.5h
a
＜H)。深埋隧道时，洞顶垂直均布压力(q)为深埋隧道垂直荷载计算高度h
a
和洞顶围岩重度(γ)的乘积即：q＝γh
a
；浅埋时，洞顶垂直荷载q＝1.0
‑
2.5Kγh
a
，此式中K是由埋深、洞宽、围岩综合摩擦角等计算得出的系数，由规范公式不难得出1.0
‑
2.5K的计算结果会出现大于1的情况，也就可以得出浅埋较深埋隧道围岩荷载更大的情况。

技术实现思路

[0003]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供了一种隧道深浅埋荷载转换方法和系统，可以通过改善围岩力学参数，使得浅埋转变成深埋隧道，以达到围岩荷载减小的目的，且深埋隧道顶部可以复耕或恢复植被，从而也达到了减少永久用地的目的。
[0004]为实现上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0005]一种隧道深浅埋荷载转换方法，包括以下步骤：
[0006]步骤(1)根据隧道围岩级别和坑道宽度计算得出深埋隧道垂直荷载计算高度h
a
；
[0007]步骤(2)判别隧道埋深H是否满足浅埋条件：h
a
＜H≤2.0
‑
2.5h
a
；
[0008]步骤(3)如上述条件满足，选用复合地基处理方法处理隧道顶H1深度范围内围岩，处理宽度为隧道底边外缘与水平夹β角画直线与H1处水平线的交点之间的距离，β为产生最大推力的破裂角；
[0009]步骤(4)根据处理后围岩重新计算围岩的摩擦角和黏聚力：
[0010][0011]C
′
＝mC1+(1
‑
m)C0[0012]式中，C
′
：处理后围岩重新计算围岩的摩擦角和黏聚力；
[0013]m：复合地基置换率；
[0014]C1：复合地基增强体的摩擦角和黏聚力；
[0015]C0：复合地基增强体间土体的摩擦角和黏聚力。
[0016]步骤(5)根据处理后围岩的摩擦角和黏聚力重新确定围岩级别S
′
；
[0017]步骤(6)根据新的隧道围岩级别计算得出深埋隧道垂直荷载计算高度；
[0018]步骤(7)判别隧道埋深H是否满足深埋条件：2.0
‑
2.5h
′
a
＜H。
[0019]进一步地，步骤(1)中，根据隧道围岩级别和坑道宽度计算得出深埋隧道垂直荷载计算高度，具体按以下进行：
[0020]h
a
＝0.45
×2S
‑1[1+0.1(B
‑
5)][0021]式中，h
a
：深埋隧道垂直荷载计算高度；
[0022]S：隧道围岩级别；
[0023]B：坑道宽度，B＞5m。
[0024]进一步地，步骤(3)中，β值通过下式计算：
[0025][0026]式中，复合地基处理前隧道围岩计算摩擦角，5级围岩时，6级围岩时，时，θ：隧道围岩与隧道支护结构的摩擦角，5级围岩时，6级围岩时，
[0027]进一步地，步骤(4)中，根据处理后围岩重新计算围岩的摩擦角和黏聚力，按以下进行：
[0028][0029]C
′
＝mC1+(1
‑
m)C0[0030]式中，C
′
：处理后围岩重新计算围岩的摩擦角和黏聚力；
[0031]m：复合地基置换率；
[0032]C1：复合地基增强体的摩擦角和黏聚力；
[0033]C0：复合地基增强体间土体的摩擦角和黏聚力。
[0034]进一步地，步骤(5)中，根据处理后围岩的摩擦角和黏聚力查规范中围岩级别与物理力学参数对应表，重新确定围岩级别S
′
。
[0035]进一步地，步骤(6)中，根据新的隧道围岩级别计算得出深埋隧道垂直荷载计算高度：
[0036]h
′‘
a
＝0.45
×2s
′‑1[1+0.1(B
‑
5)][0037]式中，h
′
a
：处理后深埋隧道垂直荷载计算高度；
[0038]S
′
：新的隧道围岩级别；
[0039]B：坑道宽度，B＞5m。
[0040]进一步地，如不满足2.0
‑
2.5h
′
a
＜H的深埋隧道条件，则加强复合地基处理措施，重复步骤(4)～步骤(7)，直至满足深埋隧道的条件，以达到浅埋隧道转换深埋隧道的目的。
[0041]本专利技术还涉及的一种计算机系统，包括存储器、处理器以及在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
[0042]本专利技术还涉及一种电子设备，包括存储器、处理器以及在存储器上，并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
[0043]本专利技术可以通过改善围岩力学参数，使得浅埋转变成深埋隧道，以达到围岩荷载减小的目的，且深埋隧道顶部地面可以复耕或恢复植被，从而也达到了有效利用土地的目的。
附图说明
[0044]图1是本专利技术实施例的计算方法针对的某段铁路隧道的结构示意图；
[0045]图中，1
‑
隧道埋深H；2
‑
自隧道顶至复合地基处理顶面的深度H1；3
‑
未处理隧道顶围岩，4
‑
经复合地基处理的隧道顶围岩；5
‑
隧道，6
‑
产生最大推力的破裂角β；7
‑
隧道宽度；8
‑
隧道高度。
具体实施方式
[0046]下面将结合本申请实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0047]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本专利技术的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
[0048]本实施例涉及的隧道深浅埋荷载转换方法，涉及高速铁路软基沉降计算深度确定方法，包括以下步骤：
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道深浅埋荷载转换方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)根据隧道围岩级别和坑道宽度计算得出深埋隧道垂直荷载计算高度h
a
；步骤(2)判别隧道埋深H是否满足浅埋条件：步骤(3)如上述条件满足，选用复合地基处理方法处理隧道顶H1深度范围内围岩，处理宽度为隧道底边外缘与水平夹β角画直线与H1处水平线的交点之间的距离，β为产生最大推力的破裂角；步骤(4)根据处理后围岩重新计算围岩的摩擦角和黏聚力：C
′
＝mC1+(1
‑
m)C0式中，C
′
：处理后围岩重新计算围岩的摩擦角和黏聚力；m：复合地基置换率：C1：复合地基增强体的摩擦角和黏聚力；C0：复合地基增强体间土体的摩擦角和黏聚力。步骤(5)根据处理后围岩的摩擦角和黏聚力重新确定围岩级别S
′
；步骤(6)根据新的隧道围岩级别计算得出深埋隧道垂直荷载计算高度h
′
a
；步骤(7)判别隧道埋深H是否满足深埋条件：2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，根据隧道围岩级别和坑道宽度计算得出深埋隧道垂直荷载计算高度，具体按以下进行：h
a
＝0.45
×2S
‑1[1+0.1(B
‑
5)]式中，h
a
：深埋隧道垂直荷载计算高度；S：隧道围岩级别；B：坑道宽度，B＞5m。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，β值通过下式计算：式中，复合地基处理前隧道围岩计算摩擦角，5级围岩时，6级围岩时，6级围岩时，θ：隧道围岩与隧道支护结构的摩擦角，5级围岩时，6级围岩时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志伟，郭永发，姚源帅，李光慧，李安洪，姚裕春，邹毅，李能，孙希望，陈雷，张蕊，张贵斌，李永贵，石有权，王玉云，
申请(专利权)人：中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：