[发明专利]应力流守恒原理及洞室群隧道结构设计方法、装置

权利要求书

1.应力流守恒原理及洞室群隧道结构设计方法，其特征在于，包括：

获取第一参数和第二参数；所述第一参数包括隧道开挖前的地质参数和相邻两个隧道的设计参数，所述相邻两个隧道包括第一隧道和第二隧道；所述第二参数包括所述相邻两个隧道之间的岩墙实际承担的应力流、所述岩墙的纵向长度和所述岩墙的安全系数允许范围，设计参数包括压杆稳定性安全系数；

根据所述第一参数，计算所述岩墙的厚度；

根据所述第二参数和所述岩墙的厚度，计算所述岩墙的支护结构的参数；

其中，所述根据所述第一参数，计算所述岩墙的厚度，包括：

通过公式(1)计算所述岩墙的厚度，所述公式(1)为：

公式中，d为所述岩墙的厚度；k₂为压杆稳定性安全系数；σ₀为隧道开挖前初始地应力；D₁为所述第一隧道的开挖跨度；D₂为所述第二隧道的开挖跨度；μ为所述岩墙的高度系数；h为所述岩墙的高度；E为围岩的弹性模量。

2.根据权利要求1所述的应力流守恒原理及洞室群隧道结构设计方法，其特征在于，所述根据所述第二参数和所述岩墙的厚度，计算所述岩墙的支护结构的参数，包括：

获取第三参数，所述第三参数包括所述岩墙加固后的抗压强度允许范围、喷射混凝土的抗压强度允许范围、二衬模筑混凝土的抗压强度允许范围、所述岩墙加固后的厚度允许范围、所述喷射混凝土的厚度允许范围和所述二衬模筑混凝土的厚度允许范围；

根据所述第二参数、所述岩墙的厚度和所述第三参数确定所述岩墙的支护结构中的参数，所述岩墙的支护结构中的参数包括所述岩墙加固后的抗压强度、所述喷射混凝土的抗压强度、所述二衬模筑混凝土的抗压强度、所述岩墙加固后的厚度、所述喷射混凝土的厚度和所述二衬模筑混凝土的厚度。

3.根据权利要求1所述的应力流守恒原理及洞室群隧道结构设计方法，其特征在于，所述相邻两个隧道之间的岩墙实际承担的应力流的计算，包括：

获取所述岩墙的面积、所述第一隧道的开挖跨度、所述第一隧道的纵向长度、所述第二隧道的开挖跨度、所述第二隧道的纵向长度和隧道开挖前初始地应力；

根据所述第一隧道的开挖跨度和所述第一隧道的纵向长度，计算得到所述第一隧道的面积，根据所述第二隧道的开挖跨度和所述第二隧道的纵向长度，计算得到所述第二隧道的面积；

将所述第一隧道的面积、所述第二隧道的面积和所述岩墙的面积相加，得到面积之和，将所述面积之和与所述隧道开挖前初始地应力相乘，得到所述第一隧道和所述第二隧道之间的岩墙实际承担的应力流。

4.根据权利要求1所述的应力流守恒原理及洞室群隧道结构设计方法，其特征在于，所述根据所述第二参数和所述岩墙的厚度，计算所述岩墙的支护结构的参数，包括：

通过公式(2)计算所述岩墙的支护结构的参数，所述岩墙的支护结构的参数包括所述岩墙加固后的抗压强度、喷射混凝土的抗压强度、二衬模筑混凝土的抗压强度、所述岩墙加固后的厚度、所述喷射混凝土的厚度和所述二衬模筑混凝土的厚度，所述公式(2)为：

公式(2)中，K为所述岩墙的安全系数；

Qi为所述岩墙实际承担的应力流；[σ_rc]为所述岩墙加固后的抗压强度；[σ_Sc]为所述喷射混凝土的抗压强度；[σ_lc]为所述二衬模筑混凝土的抗压强度；d₁为所述岩墙加固后的厚度；d₂为所述喷射混凝土的厚度；d₃为所述二衬模筑混凝土的厚度；L为所述岩墙的纵向长度。