【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩土工程，尤其是涉及一种地下工程应力迁移支护确定方法。
技术介绍
1、浅表资源和空间的日趋枯竭促使岩土工程逐渐往地下深层发展，地下工程地质赋存环境复杂、围岩非线性力学特性显著、围岩破坏模式多样，对地下工程支护设计提出严峻挑战。现有地下工程支护设计多采用工程类比的经验方法，缺乏定量且合理的理论指导，因而，对于围岩破裂-支护耦合体系的深入认识至关重要，通过设计分期支护措施，主动调整围岩应力集中区域，充分调动深层围岩的承载能力，可以实现地下工程围岩的整体安全最优。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种地下工程应力迁移支护确定方法。
2、为此，本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现：
3、一种地下工程应力迁移支护确定方法，包括：根据地下工程围岩破裂深度和支护强度与工程围压范围内岩石脆延转化指标的相关性、围岩破裂的渐进性与分期支护的相关性，建立围岩破裂原位监测体系，动态优化支护时机、支护方式和支护强度以调动深层围岩的自承载潜能，实现地下工程应力迁移的主动控制以及安全稳定；具体地，包括如下步骤：
4、s1、根据典型重大地下工程的工程成果，对围岩破裂深度和支护强度进行研究，并建立其与工程围压范围内岩石脆延转化指标bec的映射关系；
5、工程围压范围内岩石脆延转化指标bec是br～围压曲线线性拟合的斜率，br为曲线的纵坐标，围压为曲线的横坐标；bec的确定是通过br的间接转换得到的。
7、在采用上述技术方案的同时，本专利技术还可以采用或者组合采用如下技术方案：
8、作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤s1中，工程围压范围内岩石脆延转化指标bec的计算公式为：
9、bec＝-log10|kbr(0～50)|
10、式中：
11、br为岩石脆性指标；
12、kbr(0～50)为工程围压范围内(0～50mpa)岩石脆性指标br的线性变化速率。
13、作为本专利技术的一种优选技术方案：岩石脆性指标br的计算公式为：
14、
15、式中：
16、σp为岩石峰值强度；
17、σr为岩石残余强度。
18、作为本专利技术的一种优选技术方案：参数kbr(0～50)通过0～50mpa的常规三轴压缩试验确定峰值强度σp和残余强度σr，围压设定为0mpa、10mpa、20mpa、30mpa、40mpa、50mpa，岩石脆性指标br随围压增大呈线性减小变化规律，通过线性函数拟合br～围压数据确定kbr(0～50)。
19、作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤s1具体包括如下步骤：
20、s101、地下工程围岩破裂深度和支护强度与工程围压范围内岩石脆延转化指标bec之间符合指数函数关系；
21、s102、当地下工程开挖洞型为非圆形时，围岩破裂深度和支护强度分为顶拱、边墙和底板的破裂深度和支护强度。
22、作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤s2具体包括如下步骤：
23、s201、根据现有工程岩石脆延转化指标bec，代入步骤s1所建立的映射关系式，确定现有工程稳定时围岩破裂深度和支护强度；
24、s202、当现有工程开挖后，立即对表层围岩喷射5～10cm厚的混凝土；
25、s203、根据现有工程围岩破裂监测结果，当原位监测的围岩破裂深度达到0.5倍步骤s201计算的量值时，实施初次支护，支护方式为砂浆锚杆，砂浆锚杆的支护强度为0.3～0.5倍步骤s201计算的量值，主动控制应力集中区往围岩深部迁移；
26、s204、根据现有工程围岩破裂监测结果，当原位监测的围岩破裂深度达到0.8倍步骤s201计算的量值时，实施二次支护，支护方式为挂网和预应力锚杆，并对表层围岩进行10～15cm厚的混凝土复喷以及围岩破裂区进行注浆加固，预应力锚杆的支护强度为步骤s201计算的量值，可适当增加局部锚索支护，主动调动深层围岩的自承载潜能。
27、作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤s2中，最大主应力量值大于20mpa，且围岩强度应力比小于2.5时，在初次支护至二次支护期间，采用表层围岩喷水、应力解除爆破等措施进行卸压处理。
28、本专利技术提供一种地下工程应力迁移支护确定方法，所述方法包括：根据地下工程围岩破裂深度和支护强度与工程围压范围内岩石脆延转化指标的相关性、围岩破裂的渐进性与分期支护的相关性，建立围岩破裂原位监测体系，本专利技术所提供的地下工程应力迁移支护确定方法能够动态优化支护时机、支护方式和支护强度以调动深层围岩的自承载潜能，实现地下工程应力迁移的主动控制以及安全稳定。
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1.一种地下工程应力迁移支护确定方法，其特征在于：所述地下工程应力迁移支护确定方法包括：根据地下工程围岩破裂深度和支护强度与工程围压范围内岩石脆延转化指标的相关性、围岩破裂的渐进性与分期支护的相关性，建立围岩破裂原位监测体系，动态优化支护时机、支护方式和支护强度以调动深层围岩的自承载潜能，实现地下工程应力迁移的主动控制以及安全稳定；具体地，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的地下工程应力迁移支护确定方法，其特征在于：步骤S1中，工程围压范围内岩石脆延转化指标BEC的计算公式为：
3.根据权利要求2所述的地下工程应力迁移支护确定方法，其特征在于：岩石脆性指标BR的计算公式为：
4.根据权利要求2所述的地下工程应力迁移支护确定方法，其特征在于：参数kBR(0～50)通过0～50MPa的常规三轴压缩试验确定峰值强度σp和残余强度σr，围压设定为0MPa、10MPa、20MPa、30MPa、40MPa、50MPa，岩石脆性指标BR随围压增大呈线性减小变化规律，通过线性函数拟合BR～围压数据确定kBR(0～50)。
5.根据权利要求1所述
6.根据权利要求1所述的地下工程应力迁移支护确定方法，其特征在于：步骤S2具体包括如下步骤：
7.根据权利要求1所述的地下工程应力迁移支护确定方法，其特征在于：步骤S2中，最大主应力量值大于20MPa，且围岩强度应力比小于2.5时，在初次支护至二次支护期间，采用表层围岩喷水、应力解除爆破等措施进行卸压处理。
...【技术特征摘要】
1.一种地下工程应力迁移支护确定方法，其特征在于：所述地下工程应力迁移支护确定方法包括：根据地下工程围岩破裂深度和支护强度与工程围压范围内岩石脆延转化指标的相关性、围岩破裂的渐进性与分期支护的相关性，建立围岩破裂原位监测体系，动态优化支护时机、支护方式和支护强度以调动深层围岩的自承载潜能，实现地下工程应力迁移的主动控制以及安全稳定；具体地，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的地下工程应力迁移支护确定方法，其特征在于：步骤s1中，工程围压范围内岩石脆延转化指标bec的计算公式为：
3.根据权利要求2所述的地下工程应力迁移支护确定方法，其特征在于：岩石脆性指标br的计算公式为：
4.根据权利要求2所述的地下工程应力迁移支护确定方法，其特征在于：参数kbr(...
【专利技术属性】
技术研发人员：张春生，刘宁，高要辉，褚卫江，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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