CN109057839B - 一种基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法及*** - Google Patents
一种基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法及*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN109057839B CN109057839B CN201811036902.5A CN201811036902A CN109057839B CN 109057839 B CN109057839 B CN 109057839B CN 201811036902 A CN201811036902 A CN 201811036902A CN 109057839 B CN109057839 B CN 109057839B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tunnel
- surrounding
- deformation amount
- deformation
- rock
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 113
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000013461 design Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 45
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000010206 sensitivity analysis Methods 0.000 claims description 12
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 claims 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 claims 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 claims 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 claims 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 230000010339 dilation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
本发明公开一种基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法及***。方法包括:获取隧道围岩最大变形量和隧道围岩极限变形量;判断所述隧道围岩最大变形量是否小于所述隧道围岩极限变形量;若是,则对隧道正常施工;若否,则获取围岩松动范围和锚杆支护范围;判断所述围岩松动范围是否小于所述锚杆支护范围;若是,则仅采用锚杆支护;若否,则采用锚杆和锚索协同支护。采用本发明的基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法或***能够实现隧道设计的科学化和精细化。
Description
技术领域
本发明涉及隧道设计领域,特别是涉及一种基于围岩结构性的隧道锚固体 系设计方法及***。
背景技术
隧道穿越复杂围岩进行施工时,为了维持隧道围岩稳定性,锚固体 系得到了广泛应用。隧道锚固体系由锚杆支护和锚索支护组成,工程实 践表明,其可有效改善隧道围岩的受力状态,控制围岩变形能力较强, 且适用于多种工程地质条件,其应用前景十分可观。而现有设计方法忽 略了隧道围岩本身的结构性,不能很好地体现隧道围岩的渐进破坏行为 对锚固体系作用及受力特性的影响,且缺乏对于锚固体系协同作用的评 价方法,因此目前多基于工程经验确定锚固体系支护参数。而由于隧道 工程的复杂性和围岩条件的多变性,基于工程经验的隧道锚固体系设计 方案往往造成在某些条件下过于强调安全性造成材料浪费,而在另外一 些条件下又由于过分强调经济性而存在较大的安全隐患,为隧道工程施 工和运营带来较大的安全风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法及系 统,能够实现隧道设计的科学化和精细化。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法,所述方法包括:
获取隧道围岩最大变形量和隧道围岩极限变形量;
判断所述隧道围岩最大变形量是否小于所述隧道围岩极限变形量;
若所述隧道围岩最大变形量小于所述隧道围岩极限变形量,则对隧道正常 施工;
若所述隧道围岩最大变形量大于或等于所述隧道围岩极限变形量,则获取 围岩松动范围和锚杆支护范围;
判断所述围岩松动范围是否小于所述锚杆支护范围;
若所述围岩松动范围小于所述锚杆支护范围,则仅采用锚杆支护;
若所述围岩松动范围大于或等于所述锚杆支护范围,则采用锚杆和锚索协 同支护。
可选的,所述采用锚杆支护,具体包括:
获取锚杆支护参数范围;
采用参数敏感性分析法优化所述参数范围,得到锚杆支护参数最优解集;
根据所述锚杆支护参数最优解集确定锚杆作用下隧道围岩变形量;
判断所述隧道围岩变形量是否小于所述隧道极限变形量;
若是,则所述锚杆支护参数最优解集作为锚杆支护参数;
若否,则调整锚杆支护参数范围,并返回至采用参数敏感性分析法优化所 述参数范围,得到锚杆支护参数最优解集。
可选的,所述采用锚杆和锚索协同支护,具体包括:
通过工程类比、现场实测和模型试验的方法初步拟定组合方案;
获取所述组合方案中的围岩变形量和协同度;
根据各所述组合方案中的围岩变形量和协同度确定最优的组合支护方案。
可选的,所述获取隧道围岩最大变形量,具体包括:
通过数值模拟方法确定隧道围岩最大变形量。
可选的,所述获取隧道围岩极限变形量,具体包括:
获取隧道预留变形量;
根据所述隧道预留变形量确定隧道围岩极限变形量。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种基于围岩结构性的隧道锚固体系支护***,所述***包括:
第一获取模块,用于获取隧道围岩最大变形量;
第二获取模块,用于获取隧道围岩极限变形量;
第一判断模块,用于判断所述隧道围岩最大变形量是否小于所述隧道围岩 极限变形量;
正常施工模块,用于若所述隧道围岩最大变形量小于所述隧道围岩极限变 形量,则对隧道正常施工;
第三获取模块,若所述隧道围岩最大变形量大于或等于所述隧道围岩极限 变形量,则用于获取围岩松动范围和锚杆支护范围;
第二判断模块,用于判断所述围岩松动范围是否小于所述锚杆支护范围;
锚杆支护确定模块,用于若所述围岩松动范围小于所述锚杆支护范围,则 仅采用锚杆支护;
锚杆和锚索协同支护确定模块,用于若所述围岩松动范围大于或等于所述 锚杆支护范围,则采用锚杆和锚索协同支护。
可选的,所述锚杆支护确定模块,具体包括:
获取单元,用于获取锚杆支护参数范围;
优化单元,用于采用参数敏感性分析法优化所述参数范围,得到锚杆支护 参数最优解集;
变形量确定单元,用于根据所述锚杆支护参数最优解集确定锚杆作用下隧 道围岩变形量;
判断单元,用于判断所述隧道围岩变形量是否小于所述隧道极限变形量;
参数确定单元,用于若判断所述隧道围岩变形量小于所述隧道极限变形 量,则所述锚杆支护参数最优解集作为锚杆支护参数;
调整单元,用于若判断所述隧道围岩变形量大于或等于所述隧道极限变形 量,则调整锚杆支护参数范围,并返回至采用参数敏感性分析法优化所述参数 范围,得到锚杆支护参数最优解集。
可选的,所述锚杆和锚索协同支护确定模块,具体包括:
方案拟合单元,用于通过工程类比、现场实测和模型试验的方法初步拟定 组合方案;
获取单元,用于获取所述组合方案中的围岩变形量和协同度;
最优方案确定单元,用于根据各所述组合方案中的围岩变形量和协同度确 定最优的组合支护方案。
可选的,所述第一获取模块,具体包括:
最大变形量确定单元,用于通过数值模拟方法确定隧道围岩最大变形量。
可选的,所述第二获取模块,具体包括:
预留变形量获取单元,用于获取隧道预留变形量;
极限变形量确定单元,用于根据所述隧道预留变形量确定隧道围岩极限变 形量。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明提供 一种基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法,所述方法包括:获取隧道围岩 最大变形量和隧道围岩极限变形量;判断所述隧道围岩最大变形量是否小于所 述隧道围岩极限变形量;若所述隧道围岩最大变形量小于所述隧道围岩极限变 形量,则对隧道正常施工;若所述隧道围岩最大变形量大于或等于所述隧道围 岩极限变形量,则获取围岩松动范围和锚杆支护范围;判断所述围岩松动范围 是否小于所述锚杆支护范围;若所述围岩松动范围小于所述锚杆支护范围,则 仅采用锚杆支护;若所述围岩松动范围大于或等于所述锚杆支护范围,则采用 锚杆和锚索协同支护。本发明基于隧道围岩的结构性特点,可实现隧道锚固体 系的协同优化设计,从而降低隧道锚固体系设计的主观性,提高其科学性。同 时可在保证隧道安全的前提下尽可能降低支护成本,使其同时满足经济性和安 全性要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施 例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是 本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性 的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法流程图;
图2为本发明实施例1锚杆与围岩结构相对位置关系图;
图3为本发明实施例1锚杆参数对围岩特性曲线的影响;
图4为本发明实施例2锚固体系与围岩相对位置关系图;
图5为本发明实施例2各方案隧道围岩变形量;
图6为本发明实施例2各方案锚固体系协同度;
图7为本发明基于围岩结构性的隧道锚固体系支护***结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和 具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法流程图。如图1 所示,一种基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法,所述方法包括:
步骤101:获取隧道围岩最大变形量和隧道围岩极限变形量;
步骤102:判断所述隧道围岩最大变形量是否小于所述隧道围岩极限变形 量;
步骤103:若所述隧道围岩最大变形量小于所述隧道围岩极限变形量,则 对隧道正常施工;
步骤104:若所述隧道围岩最大变形量大于或等于所述隧道围岩极限变形 量,则获取围岩松动范围和锚杆支护范围;
步骤105:判断所述围岩松动范围是否小于所述锚杆支护范围;
步骤106:若所述围岩松动范围小于所述锚杆支护范围,则仅采用锚杆支 护;
步骤107:若所述围岩松动范围大于或等于所述锚杆支护范围,则采用锚 杆和锚索协同支护。
步骤106,具体包括:
获取锚杆支护参数范围;
采用参数敏感性分析法优化所述参数范围,得到锚杆支护参数最优解集;
根据所述锚杆支护参数最优解集确定锚杆作用下隧道围岩变形量;
判断所述隧道围岩变形量是否小于所述隧道极限变形量;
若是,则所述锚杆支护参数最优解集作为锚杆支护参数;
若否,则调整锚杆支护参数范围,并返回至采用参数敏感性分析法优化所 述参数范围,得到锚杆支护参数最优解集。
步骤107,具体包括:
通过工程类比、现场实测和模型试验的方法初步拟定组合方案;
获取所述组合方案中的围岩变形量和协同度;
根据各所述组合方案中的围岩变形量和协同度确定最优的组合支护方案。
通过数值模拟方法确定隧道围岩最大变形量。
获取隧道围岩极限变形量的方法,具体包括:
获取隧道预留变形量;
根据所述隧道预留变形量确定隧道围岩极限变形量。
采用本发明的方法,具有下列优点:
1.根据隧道工程地质参数,对围岩结构性进行预测,结合现有技术标准 初步确定隧道锚固体系支护方案(即是否需要锚索支护)。
2.根据隧道设计规范中对预留变形量的规定确定变形控制标准,将锚杆、 锚索与围岩结构性的相对位置关系分为不同工况,通过数值模拟对不同工况下 锚固体系的受力和变形进行计算。
3.通过协同度的比较可综合判断各支护方案,从而实现了隧道锚固体系 的协同优化设计。
具体实施例1:
锚杆支护设计
某深埋隧道可等效为半径r0=6m的圆形隧道,隧道埋深240m,围岩级别 为IV级。隧道处于软岩中,围岩弹性阶段力学参数为弹性模量E=1.5Gpa,泊 松比μ=0.3;软化阶段参数为软化模量E′=0.5Gpa,软化阶段粘聚力为 c=0.7Mpa,内摩擦角为软化区扩容系数f=2;残余阶段粘聚力为 cr=0.3Mpa,内摩擦角为扩容系数为h=3。
通过数值分析计算可得隧道开挖后围岩位移最大值为127mm,松动区范围 为2.36m,结合规范中对预留变形量的规定,取隧道围岩变形控制标准为60mm, 由于松动区范围较小,可仅采用锚杆支护对围岩进行控制。为了研究锚杆参数 对隧道围岩特性曲线的影响,参考规范提出的预应力锚杆支护的建议参数范 围,锚杆直径(d)、布置密度(C)、锚杆长度(Ls)以及预应力(Fs)分别取7种工 况进行分析,计算工况如表1所示。
表1锚杆参数波动范围
在研究某一个参数变化(Es除外)对围岩特性曲线影响时,锚杆弹性模量 (Es)取200Gpa,其他参数取7种情况中的最小值。图2为本发明实施例1锚 杆与围岩结构相对位置关系图。图3为本发明实施例1锚杆参数对围岩特性曲 线的影响。将表1中各工况代入图2所示相对位置关系图对应的数值模型中可 得到如图3所示的锚杆参数对围岩特性曲线影响规律。
可见,随着锚杆长度、直径、布置密度和预应力值的增加,围岩位移均呈 减小趋势,但当超过一定值后,随着参数的变化锚杆对围岩位移的控制效果不 再明显,将此变化不明显点称为拐点,则此拐点即为该参数最优解,从而可得 锚杆参数最优解集如表2所示。
表2隧道锚杆参数最优解集
代入数值模型中计算可得隧道围岩变形量为38mm,小于围岩变形量控制 标准[u]=60mm,满足施工要求。
具体实施例2:
锚固体系协同优化设计
计算选取的围岩参数与具体实施例1相同,不同的是隧道等效半径r0取为 10m,埋深为320m,计算可得围岩最大变形为216mm,松动圈厚度为8.35m, 超出了岩石隧道中锚杆支护的锚固范围,因此需采用锚杆与锚索组合支护,参 考相关工程案例,初步选择6组支护方案如表3所示。
表3计算支护方案
需要指出,由于锚杆(索)支护的直径对其作用效果影响并不明显,因此主 要对二者的布置密度、长度以及预应力的协同作用进行分析,计算时锚杆直径 取为db=22mm,锚索体截面积取为Ac=560mm2,锚杆弹性模量Eb=200Gpa,锚索 弹性模量Ec=195Gpa。
为了定量描述锚杆、锚索协同效应的范围、条件及其影响因素,定义协同 度为η,可用下式表示
η=ξbwb+ξcwc
式中,wb、wc分别为锚杆和锚索的权重,可通过工程类比法或层次分析 法等手段得到,参考相关工程案例,wb和wc可分别取为0.6和0.4;ξb、ξc分 别为锚杆和锚索的平均利用率,定义为材料的最大轴力与其极限强度的比值, 即
式中,为锚杆(索)极限抗拉强度。
图4为本发明实施例2锚杆、锚索与围岩相对位置关系图。图5为本发明 实施例2各方案隧道围岩变形量。图6为本发明实施例2各方案锚杆、锚索协 同度。
将表3各方案参数代入图4锚杆、锚索与围岩相对位置关系图对应的数值 模型中计算可得到隧道洞壁最大位移。
协同效果最好的计算方案为方案1,协同效果较差的为方案6,这说明围 岩变形控制效果好时锚固体系协同度并不一定大,综合以上分析可知,本算例 中最优组合方案为方案1,围岩变形量为53mm,满足施工要求。
本发明基于现有隧道设计规范制定控制标准,容易被设计人员理解和接 受,该方法可考虑隧道围岩结构性与锚固体系的相对位置关系,更符合工程实 际情况,提高了隧道支护设计的科学性,有利于避免浪费、消除施工安全风险。
图7为本发明基于围岩结构性的隧道锚固体系支护***结构图。如图7所 示,一种基于围岩结构性的隧道锚固体系支护***,所述***包括:
第一获取模块201,用于获取隧道围岩最大变形量;
第二获取模块202,用于获取隧道围岩极限变形量;
第一判断模块203,用于判断所述隧道围岩最大变形量是否小于所述隧道 围岩极限变形量;
正常施工模块204,用于若所述隧道围岩最大变形量小于所述隧道围岩极 限变形量,则对隧道正常施工;
第三获取模块205,若所述隧道围岩最大变形量大于或等于所述隧道围岩 极限变形量,则用于获取围岩松动范围和锚杆支护范围;
第二判断模块206,用于判断所述围岩松动范围是否小于所述锚杆支护范 围;
锚杆支护确定模块207,用于若所述围岩松动范围小于所述锚杆支护范 围,则仅采用锚杆支护;
锚杆和锚索协同支护确定模块208,用于若所述围岩松动范围大于或等于 所述锚杆支护范围,则采用锚杆和锚索协同支护。
锚杆支护确定模块207,具体包括:
获取单元,用于获取锚杆支护参数范围;
优化单元,用于采用参数敏感性分析法优化所述参数范围,得到锚杆支护 参数最优解集;
变形量确定单元,用于根据所述锚杆支护参数最优解集确定锚杆作用下隧 道围岩变形量;
判断单元,用于判断所述隧道围岩变形量是否小于所述隧道极限变形量;
参数确定单元,用于若判断所述隧道围岩变形量小于所述隧道极限变形 量,则所述锚杆支护参数最优解集作为锚杆支护参数;
调整单元,用于若判断所述隧道围岩变形量大于或等于所述隧道极限变形 量,则调整锚杆支护参数范围,并返回至采用参数敏感性分析法优化所述参数 范围,得到锚杆支护参数最优解集。
锚杆和锚索协同支护确定模块208,具体包括:
方案拟合单元,用于通过工程类比、现场实测和模型试验的方法初步拟定 组合方案;
获取单元,用于获取所述组合方案中的围岩变形量和协同度;
最优方案确定单元,用于根据各所述组合方案中的围岩变形量和协同度确 定最优的组合支护方案。
所述第一获取模块201,具体包括:
最大变形量确定单元,用于通过数值模拟方法确定隧道围岩最大变形量。
所述第二获取模块202,具体包括:
预留变形量获取单元,用于获取隧道预留变形量;
极限变形量确定单元,用于根据所述隧道预留变形量确定隧道围岩极限变 形量。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是 与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于 实施例公开的***而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较 简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施 例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的 一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变 之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法,其特征在于,所述方法包括:
获取隧道围岩最大变形量和隧道围岩极限变形量;
判断所述隧道围岩最大变形量是否小于所述隧道围岩极限变形量;
若所述隧道围岩最大变形量小于所述隧道围岩极限变形量,则对隧道正常施工;
若所述隧道围岩最大变形量大于或等于所述隧道围岩极限变形量,则获取围岩松动范围和锚杆支护范围;
判断所述围岩松动范围是否小于所述锚杆支护范围;
若所述围岩松动范围小于所述锚杆支护范围,则仅采用锚杆支护;
若所述围岩松动范围大于或等于所述锚杆支护范围,则采用锚杆和锚索协同支护。
2.根据权利要求1所述的基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法,其特征在于,所述采用锚杆支护,具体包括:
获取锚杆支护参数范围;
采用参数敏感性分析法优化所述参数范围,得到锚杆支护参数最优解集;
根据所述锚杆支护参数最优解集确定锚杆作用下隧道围岩变形量;
判断所述隧道围岩变形量是否小于所述隧道围岩极限变形量;
若是,则所述锚杆支护参数最优解集作为锚杆支护参数;
若否,则调整锚杆支护参数范围,并返回至采用参数敏感性分析法优化所述参数范围,得到锚杆支护参数最优解集。
3.根据权利要求1所述的基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法,其特征在于,所述采用锚杆和锚索协同支护,具体包括:
通过工程类比、现场实测和模型试验的方法初步拟定组合方案;
获取所述组合方案中的围岩变形量和协同度;
根据各所述组合方案中的围岩变形量和协同度确定最优的组合支护方案。
4.根据权利要求1所述的基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法,其特征在于,所述获取隧道围岩最大变形量,具体包括:
通过数值模拟方法确定隧道围岩最大变形量。
5.根据权利要求1所述的基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法,其特征在于,所述获取隧道围岩极限变形量,具体包括:
获取隧道预留变形量;
根据所述隧道预留变形量确定隧道围岩极限变形量。
6.一种基于围岩结构性的隧道锚固体系支护***,其特征在于,所述***包括:
第一获取模块,用于获取隧道围岩最大变形量;
第二获取模块,用于获取隧道围岩极限变形量;
第一判断模块,用于判断所述隧道围岩最大变形量是否小于所述隧道围岩极限变形量;
正常施工模块,用于若所述隧道围岩最大变形量小于所述隧道围岩极限变形量,则对隧道正常施工;
第三获取模块,若所述隧道围岩最大变形量大于或等于所述隧道围岩极限变形量,则用于获取围岩松动范围和锚杆支护范围;
第二判断模块,用于判断所述围岩松动范围是否小于所述锚杆支护范围;
锚杆支护确定模块,用于若所述围岩松动范围小于所述锚杆支护范围,则仅采用锚杆支护;
锚杆和锚索协同支护确定模块,用于若所述围岩松动范围大于或等于所述锚杆支护范围,则采用锚杆和锚索协同支护。
7.根据权利要求6所述的基于围岩结构性的隧道锚固体系支护***,其特征在于,所述锚杆支护确定模块,具体包括:
获取单元,用于获取锚杆支护参数范围;
优化单元,用于采用参数敏感性分析法优化所述参数范围,得到锚杆支护参数最优解集;
变形量确定单元,用于根据所述锚杆支护参数最优解集确定锚杆作用下隧道围岩变形量;
判断单元,用于判断所述隧道围岩变形量是否小于所述隧道围岩极限变形量;
参数确定单元,用于若判断所述隧道围岩变形量小于所述隧道极限变形量,则所述锚杆支护参数最优解集作为锚杆支护参数;
调整单元,用于若判断所述隧道围岩变形量大于或等于所述隧道极限变形量,则调整锚杆支护参数范围,并返回至采用参数敏感性分析法优化所述参数范围,得到锚杆支护参数最优解集。
8.根据权利要求6所述的基于围岩结构性的隧道锚固体系支护***,其特征在于,所述锚杆和锚索协同支护确定模块,具体包括:
方案拟合单元,用于通过工程类比、现场实测和模型试验的方法初步拟定组合方案;
获取单元,用于获取所述组合方案中的围岩变形量和协同度;
最优方案确定单元,用于根据各所述组合方案中的围岩变形量和协同度确定最优的组合支护方案。
9.根据权利要求6所述的基于围岩结构性的隧道锚固体系支护***,其特征在于,所述第一获取模块,具体包括:
最大变形量确定单元,用于通过数值模拟方法确定隧道围岩最大变形量。
10.根据权利要求6所述的基于围岩结构性的隧道锚固体系支护***,其特征在于,所述第二获取模块,具体包括:
预留变形量获取单元,用于获取隧道预留变形量;
极限变形量确定单元,用于根据所述隧道预留变形量确定隧道围岩极限变形量。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811036902.5A CN109057839B (zh) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | 一种基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法及*** |
EP19193988.3A EP3620606A1 (en) | 2018-09-06 | 2019-08-28 | Design method and system for tunnel anchoring system based on structural characteristic of surrounding rock |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811036902.5A CN109057839B (zh) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | 一种基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法及*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109057839A CN109057839A (zh) | 2018-12-21 |
CN109057839B true CN109057839B (zh) | 2019-07-05 |
Family
ID=64759871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811036902.5A Active CN109057839B (zh) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | 一种基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法及*** |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3620606A1 (zh) |
CN (1) | CN109057839B (zh) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109538254B (zh) * | 2018-12-30 | 2020-10-30 | 中铁十四局集团有限公司 | 隧道的仰拱结构验证方法、装置、存储器及处理器 |
CN111414659B (zh) * | 2020-03-23 | 2024-01-30 | 辽宁工程技术大学 | 一种煤矿冲击地压巷道三级吸能支护设计方法 |
CN111553101B (zh) * | 2020-04-29 | 2023-05-26 | 中国十七冶集团有限公司 | 一种隧道开挖上覆岩层开裂预报方法及围岩支护方法 |
CN112417542A (zh) * | 2020-07-31 | 2021-02-26 | 中电建路桥集团有限公司 | 验证隧道施工开挖方案合理性的数值模拟方法 |
CN112035937B (zh) * | 2020-09-07 | 2023-12-22 | 河南城建学院 | 一种隧道施工围岩变形分析及信息化施工方法 |
CN112523806A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-03-19 | 中铁二局集团有限公司 | 一种上下层重叠隧道初支及衬砌施工的监控方法 |
CN112632656B (zh) * | 2020-11-23 | 2023-12-05 | 中交隧桥(南京)技术有限公司 | 一种基于围岩空间随机特性的隧道位移分区计算方法 |
CN112507429B (zh) * | 2020-12-01 | 2024-01-23 | 北京交通大学 | 一种隧道支护结构体系刚度的设计方法及*** |
CN112611805B (zh) * | 2020-12-11 | 2024-04-05 | 武汉理工大学 | 一种基于衰减系数的评价围岩松动圈范围的方法 |
CN113047864A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-29 | 上海应用技术大学 | 一种深部厚松软围岩巷道环融支护方法 |
CN112906265A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-04 | 中交四公局第五工程有限公司 | 一种隧道软弱围岩变形识别与数值模拟方法 |
CN112943327A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-11 | 浙江数智交院科技股份有限公司 | 一种用于地层支护的地下硐室主动可控让压支护***及方法 |
CN113515795A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-10-19 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 隧道安全系数计算方法及其*** |
CN113669093B (zh) * | 2021-09-02 | 2024-05-03 | 安徽佳乐矿山设备有限公司 | 一种锚杆臂精确引导***及使用该***的锚杆台车 |
CN114087020B (zh) * | 2021-10-09 | 2024-04-02 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 一种基于岩体和支护结构双重安全的地下洞室稳定评价方法 |
CN113962004B (zh) * | 2021-10-27 | 2024-04-26 | 青岛理工大学 | 一种基于隧道主失效模式筛选下的支护优化设计方法 |
CN114491735A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-13 | 浙江交工宏途交通建设有限公司 | 一种偏压连拱隧道可靠性评价方法 |
CN114320311A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-12 | 北京住总集团有限责任公司 | 一种基于围岩等级的区间暗挖方法及支护架构 |
CN114969902B (zh) * | 2022-03-04 | 2024-06-25 | 西南交通大学 | 一种高原铁路高地应力硬岩隧道主动支护设计方法 |
CN115163125B (zh) * | 2022-07-29 | 2024-05-14 | 中南大学 | 适用于非对称挤压性软岩隧道的差异分级控制方法及*** |
CN115034097B (zh) * | 2022-08-11 | 2022-11-08 | 中国矿业大学(北京) | 地下工程开挖补偿设计方法 |
CN115146420B (zh) * | 2022-09-05 | 2022-11-25 | 中南大学 | 铁路隧道锚杆精细化模型的建立方法 |
CN115357994B (zh) * | 2022-10-20 | 2023-03-17 | 中国地质大学(北京) | 软岩隧道围岩参数空间随机场建模方法、装置及设备 |
CN116357347B (zh) * | 2023-03-31 | 2024-02-02 | 重庆建工集团股份有限公司 | 一种隧道高地应力软岩大变形围岩控制方法 |
CN116720246B (zh) * | 2023-06-09 | 2023-12-05 | 北京城建设计发展集团股份有限公司 | 基于面向工程的围岩性态判别与隧道支护参数选取方法 |
CN116702567B (zh) * | 2023-08-04 | 2023-10-17 | 矿冶科技集团有限公司 | 一种实体锚杆模拟方法、装置、设备及存储介质 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102296976A (zh) * | 2011-09-02 | 2011-12-28 | 安徽理工大学 | 大倾角煤层异形回采巷道非对称锚网索组合支护方法 |
KR101380208B1 (ko) * | 2013-12-06 | 2014-04-02 | (주)지엠지 | 광섬유 센서를 구비한 지반 보강 관체를 이용한 터널 지반 계측 장치 및 이를 이용한 현장 터널 계측이 가능한 지반 보강 및 지반 계측 공법 |
CN104018848A (zh) * | 2014-06-21 | 2014-09-03 | 西安科技大学 | 一种矩形巷道顶板冒落防治方法 |
CN104141496A (zh) * | 2014-06-21 | 2014-11-12 | 西安科技大学 | 一种矩形巷道围岩变形破坏控制方法 |
CN105178981A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-23 | 中国矿业大学 | 破碎软岩巷道全断面封闭式深浅耦合让压锚注支护方法 |
CN105863700A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-08-17 | 西安科技大学 | 一种近距离煤层巷道的巷帮支护方法 |
CN106050283A (zh) * | 2016-05-14 | 2016-10-26 | 西安科技大学 | 一种三软煤层回采巷道支护设计方法及装置 |
CN106761813A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-31 | 山东科技大学 | 深部不稳定覆岩下沿空掘巷非均称支护设计方法 |
CN107704675A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-02-16 | 中南大学 | 超前管棚‑钢拱架‑锁脚锚杆一体化力学模型设计方法及其模型 |
CN108104823A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-06-01 | 西安科技大学 | 一种深埋软岩隧道施工方法 |
-
2018
- 2018-09-06 CN CN201811036902.5A patent/CN109057839B/zh active Active
-
2019
- 2019-08-28 EP EP19193988.3A patent/EP3620606A1/en not_active Ceased
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102296976A (zh) * | 2011-09-02 | 2011-12-28 | 安徽理工大学 | 大倾角煤层异形回采巷道非对称锚网索组合支护方法 |
KR101380208B1 (ko) * | 2013-12-06 | 2014-04-02 | (주)지엠지 | 광섬유 센서를 구비한 지반 보강 관체를 이용한 터널 지반 계측 장치 및 이를 이용한 현장 터널 계측이 가능한 지반 보강 및 지반 계측 공법 |
CN104018848A (zh) * | 2014-06-21 | 2014-09-03 | 西安科技大学 | 一种矩形巷道顶板冒落防治方法 |
CN104141496A (zh) * | 2014-06-21 | 2014-11-12 | 西安科技大学 | 一种矩形巷道围岩变形破坏控制方法 |
CN105178981A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-23 | 中国矿业大学 | 破碎软岩巷道全断面封闭式深浅耦合让压锚注支护方法 |
CN106050283A (zh) * | 2016-05-14 | 2016-10-26 | 西安科技大学 | 一种三软煤层回采巷道支护设计方法及装置 |
CN105863700A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-08-17 | 西安科技大学 | 一种近距离煤层巷道的巷帮支护方法 |
CN106761813A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-31 | 山东科技大学 | 深部不稳定覆岩下沿空掘巷非均称支护设计方法 |
CN107704675A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-02-16 | 中南大学 | 超前管棚‑钢拱架‑锁脚锚杆一体化力学模型设计方法及其模型 |
CN108104823A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-06-01 | 西安科技大学 | 一种深埋软岩隧道施工方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
《复杂隧道围岩结构稳定性及其控制》;张顶立等;《水力发电学报》;20180225;第37卷(第2期);第1-11页 |
《隧道支护结构体系及其协同作用》;张顶立等;《力学学报》;20181227;第51卷(第2期);第577-593页 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109057839A (zh) | 2018-12-21 |
EP3620606A1 (en) | 2020-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109057839B (zh) | 一种基于围岩结构性的隧道锚固体系设计方法及*** | |
CN109667598B (zh) | 一种基于总安全系数法的隧道复合式衬砌设计方法 | |
Xie | Aerodynamic optimization of super-tall buildings and its effectiveness assessment | |
CN101435333A (zh) | 隧道与地下拱室优化拱形快速确定方法 | |
CN107704675A (zh) | 超前管棚‑钢拱架‑锁脚锚杆一体化力学模型设计方法及其模型 | |
Qi et al. | Failure characteristics and control technology of surrounding rock in deep coal seam roadway with large dip angle under the influence of weak structural plane | |
CN101575887A (zh) | 配置高强度筋的可自复位混凝土剪力墙 | |
CN105133751B (zh) | 钢板混凝土组合剪力墙抗剪连接件设计方法 | |
CN103711120A (zh) | 一种混凝土灌注桩桩身配筋优化设计方法 | |
CN105095585A (zh) | 锚杆抗浮地下室整体协同设计方法 | |
Akhil et al. | A simplified procedure for the seismic analysis of RC moment resisting setback frames | |
CN203429625U (zh) | 一种碳纤维棒强抗剪管桩 | |
Yingbin et al. | An initial study of the risk of coal-roof water flow based on the “three maps two predictions” method | |
CN108960662A (zh) | 一种基于模糊层次分析的煤层底板灰岩突水性评价方法 | |
Zhang et al. | Creep Analysis of Hollow and Solid GFRP Tube Reinforced Concrete Eccentric Compression Member | |
CN204456089U (zh) | 基桩静载试验钢筋连接锚具 | |
CN202323572U (zh) | 轻型高强度混凝土轨枕 | |
CN205742156U (zh) | 一种高延性预制混凝土桩 | |
Lianguo et al. | Discrimination conditions and process of water-resistant key strata | |
CN217812664U (zh) | 新增肋梁式变截面翼板加固独立基础 | |
CN206245596U (zh) | 一种钢管混凝土组合桁架 | |
GUO et al. | Analytical solution for consolidation of stone column-reinforced foundations considering radical and vertical flows in columns | |
CN201137808Y (zh) | 一种截面改进的钢材 | |
CN207904786U (zh) | 一种混凝土桥梁钢板加固结构 | |
CN207553646U (zh) | 一种内植钢结构的建筑抗震加固结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |