【技術實現步驟摘要】
本申請涉及隧道建設，尤其涉及一種時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法。
技術介紹
1、隨著深埋長大隧道的大量需求與建設，當深埋長大隧道穿越軟巖地層時，在高地應力、地下水和圍巖時效特性的共同作用下容易發生時效大變形災害。軟巖隧道時效大變形一方面會導致施工期支護結構的變形和破壞，另一方面還會導致運營期隧道結構病害，嚴重影響隧道的運營安全。針對圍巖的長期時效變形，緩沖層讓壓支護是常用的方法之一，然而，如何確定緩沖層支護參數是當前亟待解決的技術難題。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本申請提供一種時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，可以提高支護體系的合理性，對高地應力軟巖隧道運營期安全具有重要意義，所述技術方案如下：
2、本申請提供一種時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，包括以下步驟：
3、s1根據韌性設計理論，分別繪制考慮和未考慮圍巖時效變形時，支護結構的性能演化曲線；
4、s2基于韌性的概念，假設圍巖時效變形為能夠對支護結構性能產生影響的外界擾動，計算采用不同緩沖層后支護結構的韌性；
5、s3根據采用不同緩沖層后支護結構的韌性值大小確定緩沖層支護參數。
6、例如，在一個實施例提供的所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法中，支護結構的性能演化曲線為支護結構的性能q隨時間t的變化曲線。
7、例如，在一個實施例提供的所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法中，所述s1中，繪制未考慮圍巖時效變
8、
9、其中，γmax為支護結構設計承載力或支護結構材料的強度，γ(t)為t時刻支護結構的受力。
10、例如，在一個實施例提供的所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法中，當0<q(t)≤1時，支護結構處于允許承載力范圍內，當q(t)<0時，支護結構發生破壞。
11、例如，在一個實施例提供的所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法中，所述s2中，繪制不同緩沖層支護參數下支護結構的性能曲線，并根據不同緩沖層支護參數下支護結構的性能曲線計算采用不同緩沖層后支護結構的韌性。
12、例如，在一個實施例提供的所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法中，所述s2中，假設圍巖時效變形為能夠對支護結構性能產生影響的外界擾動，采用緩沖層后支護結構的韌性re的計算方法為：
13、
14、其中，s0為在隧道的設計使用年限tn時，未考慮圍巖時效變形的隧道支護結構的性能演化曲線與坐標軸所圍成的面積，sx為采用緩沖層后支護結構的性能演化曲線與坐標軸所圍成的面積。
15、例如，在一個實施例提供的所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法中，當采用某一緩沖層后，支護結構的性能曲線在tx時，q(t)＝0，且tx<tn，則該緩沖層支護參數不能滿足設計要求。
16、例如，在一個實施例提供的所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法中，所述s3中，根據采用不同緩沖層后支護結構的韌性值大小確定緩沖層支護參數的方法為：比較采用不同緩沖層后支護結構的韌性值大小，選取最大韌性值re，確定緩沖層支護參數。
17、例如，在一個實施例提供的所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法中，所述s2中，繪制不同緩沖層支護參數下支護結構的性能曲線時，通過工程類別或數值仿真方法確定不同緩沖層支護參數下支護結構的性能曲線。
18、本申請一些實施例提供的一種時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法帶來的有益效果為：本申請將韌性理論應用到緩沖層支護設計中，可以提高支護體系的魯棒性和合理性，對高地應力軟巖隧道運營期安全具有重要意義，在工程建設中具有重要意義和推廣前景。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，其特征在于，支護結構的性能演化曲線為支護結構的性能Q隨時間t的變化曲線。
3.根據權利要求2所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，其特征在于，所述S1中，繪制未考慮圍巖時效變形的隧道支護結構的性能演化曲線時，支護結構的性能演化曲線下降主要由支護材料的性能劣化所致，支護結構的性能計算方法為：
4.根據權利要求3所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，其特征在于，當0<Q(t)≤1時，支護結構處于允許承載力范圍內，當Q(t)<0時，支護結構發生破壞。
5.根據權利要求4所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，其特征在于，所述S2中，繪制不同緩沖層支護參數下支護結構的性能曲線，并根據不同緩沖層支護參數下支護結構的性能曲線計算采用不同緩沖層后支護結構的韌性。
6.根據權利要求5所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，其特征在于，所述S2中，假設圍巖時效
7.根據權利要求6所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，其特征在于，當采用某一緩沖層后，支護結構的性能曲線在tx時，Q(t)＝0，且tx<tn，則該緩沖層支護參數不能滿足設計要求。
8.根據權利要求7所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，其特征在于，所述S3中，根據采用不同緩沖層后支護結構的韌性值大小確定緩沖層支護參數的方法為：比較采用不同緩沖層后支護結構的韌性值大小，選取最大韌性值Re，確定緩沖層支護參數。
9.根據權利要求5所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，其特征在于，所述S2中，繪制不同緩沖層支護參數下支護結構的性能曲線時，通過工程類別或數值仿真方法確定不同緩沖層支護參數下支護結構的性能曲線。
...【技術特征摘要】
1.一種時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，其特征在于，支護結構的性能演化曲線為支護結構的性能q隨時間t的變化曲線。
3.根據權利要求2所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，其特征在于，所述s1中，繪制未考慮圍巖時效變形的隧道支護結構的性能演化曲線時，支護結構的性能演化曲線下降主要由支護材料的性能劣化所致，支護結構的性能計算方法為：
4.根據權利要求3所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，其特征在于，當0<q(t)≤1時，支護結構處于允許承載力范圍內，當q(t)<0時，支護結構發生破壞。
5.根據權利要求4所述時效大變形隧道緩沖層支護參數韌性設計方法，其特征在于，所述s2中，繪制不同緩沖層支護參數下支護結構的性能曲線，并根據不同緩沖層支護參數下支護結構的性能曲線計算采用不同緩沖層后支護結構的韌性。...
【專利技術屬性】
技術研發人員：田洪銘，陳衛忠，王林，舒曉云，李志堂，譚賢君，
申請(專利權)人：中國科學院武漢巖土力學研究所，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。