申请/专利权人：中交三航局第三工程有限公司;中交第三航务工程局有限公司南京分公司

申请日：2021-10-09

公开（公告）日：2023-03-17

公开（公告）号：CN113832978B

主分类号：E02D17/00

分类号：E02D17/00;E02D17/20;G06F30/13;G06T17/05

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.03.17#授权;2022.01.11#实质审查的生效;2021.12.24#公开

摘要：本发明提供一种凝灰岩边坡抗风化开挖方法，包括步骤：获取边坡信息以建立三维坐标系，以边坡横断面的横向为X轴，纵向为Z轴，法线方向为Y轴；根据边坡坡比设计开挖面并标注点分配坐标为xi，yi，zi；以不同凝灰岩风化程度的地层的接触面为控制面并标注点分配坐标注为xj，yj，zj；若边坡需逐级开挖，沿Z轴方向以n个台阶为分界将开挖土体划分为n个区域，计算每一区域内不同地层土方量Vj；若边坡无需逐级开挖，将开挖土体沿边坡高度作区域划分，计算每一区域内不同地层土方量Vj；不同地层的每一区域的开挖速度由土方量及施工进度来确定，开挖速度大于风化速度，以凝灰岩风化程度确定开挖速度与风化速度的关系。

主权项：1.一种凝灰岩边坡抗风化开挖方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）根据工程地勘报告获取边坡三维信息并建立三维坐标系以构建边坡模型，该三维坐标系以边坡横断面的平行面作为X-Z平面，以横断面横向为X轴，以横断面纵向为Z轴，以横断面的法线方向为Y轴；根据边坡坡比设计开挖面并呈现于三维坐标系中，为开挖面上的点分配坐标记为（xi，yi，zi）；（2）根据工程地勘报告确定不同凝灰岩风化程度的地层在边坡内的位置及分布，并呈现于三维坐标系中，以不同地层的接触面作为控制面，并为控制面上的点分配坐标记为（xj，yj，zj）；确认边坡为逐级开挖或无需逐级开挖，其中，对于逐级开挖的边坡，在沿Z轴方向上以n个台阶为分界将开挖土体划分为n个区域，计算每一区域内不同地层需开挖的土方量Vj；对于无需逐级开挖的边坡，将开挖土体沿边坡高度进行区域划分，计算每一区域内不同地层需开挖的土方量Vj；（3）对于不同风化程度的地层，每一区域的开挖速度由对应的土方量Vj及施工进度来确定，每一地层的开挖速度均大于该地层的风化速度，且根据该地层凝灰岩风化程度来确定开挖速度与风化速度的数量关系；在步骤（3）中，计算每一地层的风化速度的步骤如下：（31）根据每一地层的凝灰岩粘聚力和内摩擦角的变化来确定每一地层的风化速度，获取粘聚力和内摩擦角的变化随时间变化的方程如下： ； ；其中Ct为第t天凝灰岩的粘聚力，单位为kPa；C0为凝灰岩的初始粘聚力，单位为kPa；为第t天凝灰岩的内摩擦角；为凝灰岩的初始内摩擦角；、、、、、、、、、、、l、m、n都为待定系数并通过试验得到；（32）绘制粘聚力和内摩擦角随时间的变化函数曲线，并获取粘聚力Ct达到最小值的时间记为t*，以确定风化速度的基准值为： =V i t * ；（33）考虑外界自然因素和人为因素对风化的影响，计算第t天的风化速度为 ；每一天的风化速度相对前一天的风化速度的增量系数为1.05。

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