[发明专利]一种用于浅埋隧道的围岩压力计算方法

说明书

本发明涉及隧道工程技术领域。本发明的一种用于浅埋隧道的围岩压力计算方法，包括步骤：选取围岩的收敛变形监测点；在监测点构造结构力学模型；推导收敛变形与围岩压力之间的计算关系式；将工程实际数据与收敛监测数据带入关系式计算监测点左、右两侧的位移量，及监测点的收敛变形；计算得出围岩计算摩擦角与围岩压力。该方法通过分析双侧壁导坑法隧道施工中侧壁围岩的收敛变形与围岩压力之间的关系，建立结构力学模型，由现场监测数据反算求得围岩压力，相较于现有依赖经验参数的计算方法，更准确、更能代表隧道的实际围岩压力，且隧道的收敛变形数据更易获得、计算方便精确。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，特别涉及一种用于浅埋隧道的围岩压力计算方法。

背景技术

围岩压力是岩体受扰动产生应力重分配过程中的围岩变形受到支护结构的阻挡而在支护与围岩的接触面上所产生的压力，它直接影响到隧道的结构设计与施工方法的选择。浅埋隧道由于埋深较浅，开挖所造成的影响将更为直接的影响到地表及周边建筑。

隧道开挖引起的围岩压力受多种因素的影响，不仅与岩体结构、地质构造、岩石物理力学性质、地下水、初始地应力等地质因素有关，还与洞室形状、尺寸大小、开挖施工方法、支护形式等工程活动造成的人为因素有关。在隧道工程实践中，准确预测隧道开挖引起的围岩压力对于隧道施工的顺利推进有重要意义。

经验公式法是目前应用广泛和发展较为成熟的确定围岩压力方法，它是以大量实际工程资料为基础，按不同围岩级别提出的经验总结，它便于工程技术人员方便快捷地求得围岩压力的大小和分布模式。如目前国内应用最广的《公路隧道设计规范》、《铁路隧道设计规范》中的围岩压力计算公式就是依据大量以往工程实例分析得到经验参数进行计算求得围岩压力。但是经验公式法还是存在一些局限性：经验公式法中的计算参数取值所参考的工程实例只能代表有限的工程地质情况，且随着设计与施工技术水平的发展进步，隧道施工地质条件越来越复杂，工程实际中的工程地质条件有其特殊性，在这种情况下采用传统经验公式法无法得到较为准确的围岩压力值。

发明内容

本发明的目的在于克服采用经验公式法确定隧道围岩压力时，所依据的经验参数并不能很好的代表隧道的力学性质，因此采用传统经验公式法无法得到准确的围岩压力值的技术问题，提供一种用于浅埋隧道的围岩压力计算方法，该方法通过分析双侧壁导坑法隧道施工中侧壁围岩的收敛变形与围岩压力之间的关系，建立结构力学模型，由现场监测数据反算求得围岩压力，相较于现有依赖经验参数的计算方法，更准确、更能代表隧道的实际围岩压力，且隧道的收敛变形数据更易获得、计算方便精确。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种用于浅埋隧道的围岩压力计算方法，包括以下步骤：

S1选取围岩的收敛变形监测点：对采用双侧壁导坑法施工的隧道进行研究分析，选取按开挖顺序最先开挖的导洞上的点为收敛变形监测点；

S2在监测点构造结构力学模型；按实际先行开挖导洞处构造结构力学模型；

S3推导收敛变形与围岩压力之间的计算关系式；

S4将工程实际数据与收敛监测数据带入步骤S3的关系式中，分别计算监测点左、右两侧的位移量，及监测点的收敛变形；

S5计算得出围岩计算摩擦角与围岩压力；

该方法通过分析双侧壁导坑法隧道施工中侧壁围岩的收敛变形与围岩压力之间的关系，建立结构力学模型，由现场监测数据反算求得水平围岩压力与垂直围岩压力，相较于现有依赖经验参数的计算方法，更准确、更能代表隧道的实际围岩压力，且隧道的收敛变形数据更易获得、计算方便精确。