申请/专利权人：湖南科技大学

申请日：2023-04-17

公开（公告）日：2023-07-04

公开（公告）号：CN116378672A

主分类号：E21D9/00

分类号：E21D9/00;G06F30/20

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2023.07.21#实质审查的生效;2023.07.04#公开

摘要：本发明公开了一种基于掌子面稳定的隧道预留核心土尺寸确定方法，它主要包括如下步骤：1根据围岩条件、隧道埋深、隧道尺寸、开挖尺寸，确定隧道掌子面破坏体顶部的竖向压力；2计算在一定预留核心土高度下掌子面安全系数；3计算预留核心土满足自身安全所需要的预留核心土长度。本发明可以评估不同尺寸预留核心土下的掌子面稳定性；并可根据允许的安全系数，来确定预留核心土的高度以及对应的预留核心土长度，解决了隧道施工中合理预留核心土尺寸确定难的问题，有利于设计与施工单位从理论上对预留核心土进行优化设计。本发明的方法可以应用于存在采用预留核心土施工的采矿巷道、水工隧洞、地铁等隧道与地下工程施工时的掌子面稳定性分析，并为合理核心土尺寸确定提供理论方法参考，有利于隧道施工安全。

主权项：1.一种基于掌子面稳定的隧道预留核心土尺寸确定方法，其特征在于包括如下步骤：1根据围岩条件、隧道埋深、隧道尺寸、开挖尺寸，确定隧道掌子面破坏体顶部的竖向压力，其按下式计算： ；其中，p为隧道掌子面破坏体顶部的竖向压力；γ为掌子面围岩重度；b为隧道开挖跨度的一半；H为隧道埋深，即地表到隧道拱顶的垂直距离；λ为侧压力系数；为掌子面围岩的似摩擦角，由下式确定： ；其中，φ为掌子面围岩内摩擦角；2计算在一定预留核心土高度下掌子面安全系数，其包括如下步骤：Ⅰ计算预留核心土作用力，其按下式计算： ；其中，Fh为预留核心土作用力；h为预留核心土高度；c为围岩黏聚力；β为围岩破裂角，其按下式计算： ；Ⅱ计算下滑力，其按下式计算： ；其中，F下滑力为下滑力；D为隧道开挖高度；Ⅲ计算抗滑力，其按下式计算： ；其中，F抗滑力为抗滑力；Ⅳ计算掌子面安全系数，其按下式计算： ；其中，K为掌子面安全系数；3计算预留核心土满足自身安全所需要的预留核心土长度，其按下式计算： ；其中，L为预留核心土长度；由此可以评估不同预留核心土高度下掌子面稳定安全系数，并确定对应的合理预留核心土长度；并可根据允许的安全系数，来确定预留核心土的高度以及对应的预留核心土长度。

全文数据：

权利要求：

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