[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

说明书

本发明提供了应力流守恒原理及洞室群隧道结构设计方法、装置，所述方法包括：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；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。本发明采用应力流守恒原理可以方便快速地计算群洞中各个岩墙的受力，并根据岩墙的稳定性设计支护措施，确保群洞的稳定。

技术领域

本发明涉及隧道技术领域，具体而言，涉及应力流守恒原理及洞室群隧道结构设计方法、装置。

背景技术

近年来，随着我国各行各业地下空间大规模的开发利用，出现了许多地下洞室群的工程，如水利水电行业的地下发电厂房、交通运输行业的地下车站、军事部门的地下机库和弹药库等，这些地下洞室群的规模越来越大，结构越来越复杂，地下洞室群围岩的稳定性及支护结构的设计成为工程建设的关键技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供应力流守恒原理及洞室群隧道结构设计方法、装置，以改善上述问题。

为了实现上述目的，本申请实施例提供了如下技术方案：

一方面，本申请实施例提供了应力流守恒原理及洞室群隧道结构设计方法，所述方法包括：

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；

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。

可选的，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(1)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。

可选的，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。

可选的，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；