考虑应力加持效应的顶拱围岩松动塌落深度计算方法技术

技术编号:43860652 阅读:25 留言:0更新日期:2024-12-31 18:49
本发明专利技术提供了一种顶拱围岩松动塌落深度计算方法,步骤S1:获取拱顶高度a、隧洞半径b和等效四心圆弧的分界角θ<subgt;1</subgt;;步骤S2:基于步骤S1获取的数据,通过四心法作图,构成椭圆塌落拱;步骤S3:对自稳围岩在铅直方向进行受力平衡分析,得到平衡方程;步骤S4:对平衡方程进行解析,得到只含有一个未知量的超越方程,未知量为自稳围岩的围岩摩擦力方向与铅直方向夹角θ<subgt;h</subgt;;步骤S5:通过数值分析法对平衡方程进行求解,得到塌落深度。能够准确地预测洞室顶拱围岩塌腔深度,确定围岩支护力,为穿越断层破碎带的隧洞施工提供合理动态设计依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧洞工程施工,具体涉及一种考虑应力加持效应的顶拱围岩松动塌落深度计算方法


技术介绍

1、建设引调水工程输水隧洞是实现水资源优化配置的重要手段。输水隧洞线路长、埋深大,不可避免要穿越包括断层破碎带、软岩在内的不良地质洞段,在施工期易发围岩垮塌、软岩大变形等地质灾害。采用超前管棚、小导管等支护措施,能够有效预防顶拱围岩变形及垮塌。然而,在实际施工中,仍存在因支护强度不够或支护不及时引发的顶拱变形垮塌破坏。因此,研究软弱破碎地层的洞室顶拱稳定性,分析围岩拱效应并提出合适的支护措施,一直是水工岩石工程关注的重点问题之一。

2、现有技术中通常采用数值方法、模型试验方法和物理试验方法。数值方法量化分析了岩性、地应力、岩体节理对压力拱位置和形状的影响。模型试验方法,研究了盾构隧道顶拱的砂土成拱效应。物理试验方法,研究了超大断面隧道围岩破坏深度与成拱效应作用范围的关联关系。

3、然而采用上述的方法,均需要构建模型并进行实验,在分析的过程中速度较慢和成本高,对于工程应用而言,存在相应的实施难度。


<p>技术实现思本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种考虑应力加持效应的顶拱围岩松动塌落深度计算方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种考虑应力加持效应的顶拱围岩松动塌落深度计算方法,其特征在于:步骤S1中,所述塌落拱顶高度a的表达式为:

3.根据权利要求2所述的一种考虑应力加持效应的顶拱围岩松动塌落深度计算方法,其特征在于:步骤S2包括:在水平方向上,将与隧洞圆心的距离为(R-b)处的两点作为第一圆心;在铅直方向上,将与拱顶的距离为r,且靠近隧洞圆心处的一点作为第二圆心;所述第一圆心以R为半径,所述第二圆心以r为半径,在第一圆心处以θ1作为分界角,通过四心法作图构成椭圆塌落拱。

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【技术特征摘要】

1.一种考虑应力加持效应的顶拱围岩松动塌落深度计算方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种考虑应力加持效应的顶拱围岩松动塌落深度计算方法,其特征在于:步骤s1中,所述塌落拱顶高度a的表达式为:

3.根据权利要求2所述的一种考虑应力加持效应的顶拱围岩松动塌落深度计算方法,其特征在于:步骤s2包括:在水平方向上,将与隧洞圆心的距离为(r-b)处的两点作为第一圆心;在铅直方向上,将与拱顶的距离为r,且靠近隧洞圆心处的一点作为第二圆心;所述第一圆心以r为半径,所述第二圆心以r为半径,在第一圆心处以θ1作为分界角,通过四心法作图构成椭圆塌落拱。

4.根据权利要求1所述的一种考虑应力加持效应的顶拱围岩松动塌落深度计算方法,其特征在于:所述平衡方程的表达式为:

5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄书岭王祥祥张雨霆丁秀丽何军刘登学韩钢郁培阳于国起
申请(专利权)人:长江水利委员会长江科学院
类型:发明
国别省市:

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