[发明专利]一种越岭隧道初期支护的优化设计方法

权利要求书

1.一种越岭隧道初期支护的优化设计方法，其特征在于：实施步序如下：

S1：对目标越岭隧道进行数值建模，模型中预设初期支护参数；

S2：通过数值模拟，得出隧道开挖裸洞后的自由变形阶段应力释放率u₀/u₁，其中u₀为在施作初期支护之前裸洞洞周围岩已释放的自由变形位移，u₁为岩石塑性软化直至残余强度时的极限变形值；

S3：通过数值分析计算隧道初期支护各关键点位的变形位移u₂，且在模拟过程中，隧道开挖后先需按照所述自由变形阶段应力释放率对开挖区进行应力释放，然后再施作初期支护；

S4：确定隧道初期支护后各关键点位的最大安全位移值，并将S3中的各关键点位的变形位移u₂与对应点位的最大安全位移值进行对比；若u₂小于且接近于最大安全位移值，则将原初期支护方案作为最优方案；否则，需根据最佳初支等代刚度k₁对原初期支护方案进行调整，使u₂小于且接近于最大安全位移值；

所述自由变形位移u₀通过先导洞反演，后主洞正演的方法获得；

所述的最佳初支等代刚度确定方法为：根据S2中施作初期支护之前的应力释放率和施作初期支护之后的应力释放率，基于收敛约束原理得出围岩收敛线和支护约束线的交汇点A，继而得到初期支护设计的最佳初支等代刚度k₁。

2. 如权利要求1所述的越岭隧道初期支护的优化设计方法，其特征在于，所述的各关键点位处的最大安全位移值= u₁/k ，其中k =1.15～1.25。

3.如权利要求1所述的越岭隧道初期支护的优化设计方法，其特征在于，施作初期支护之后的应力释放率=u₂/u₁，其中u₂的值从已施作过初支后目标断面的数值分析模拟结果中获得。

4.如权利要求1所述的越岭隧道初期支护的优化设计方法，其特征在于，若目标越岭隧道采用分步开挖施工，则隧道每步开挖之后都要先根据其相应的应力释放率对开挖区进行该部份应力释放，然后再随后施作开挖区块的初期支护；后续区块按序施作。