申请/专利权人：中铁第六勘察设计院集团有限公司;中铁隧道局集团有限公司

申请日：2021-09-30

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN113886919B

主分类号：G06F30/13

分类号：G06F30/13;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2022.01.21#实质审查的生效;2022.01.04#公开

摘要：本发明涉及一种基于能量场平衡的超大跨地下洞室支护设计确定方法，包括如下步骤：1通过现场加载试验，获取巨跨洞室洞身范围内单位岩体加载至破坏时的能量值；2计算巨跨洞室全断面开挖且无支护工况下的应力、应变场，确定洞室中的不稳定区域；3分别计算不同开挖方案下，洞室的应力和应变场，比选得到不稳定区域面积最少的开挖方案，作为最优开挖方案；4在最优开挖方案的基础上，计算在采取支护措施工况下，洞室的应力和应变场；不断调整优化支护措施，使得能量不稳定区域面积为零时的支护措施作为超大跨地下洞室的最终支护方案。本发明将能量作为判定岩体稳定性的指标，符合物质破坏特性和稳定机理，该设计方法合理、可靠。

主权项：1.一种基于能量场平衡的超大跨地下洞室支护设计确定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，通过现场测量的方式确定拟建超大跨地下洞室的最大主应力σ1以及最小主应力σ3；S2，通过钻孔的方式，获取拟建超大跨地下洞室洞口区域、洞中部以及洞尾部的岩体试块；对岩体试块分别进行单轴加载压缩试验以及最大主应力σ1以及最小主应力σ3围压下的三轴加载压缩实验；通过计算获得超大跨地下洞室中，单个岩块试块加载至破坏状态时的能量值；S3，利用计算机建立步骤S1、S2中，所述超大跨地下洞室的三维计算模型，计算所述超大跨地下洞室在全断面开挖且无支护工况下的应力和应变场，确定洞室各单元的岩体能量值，并将洞室各单元岩体能量值与步骤S2中确定的岩体试块加载至破坏状态时的能量值进行比较，确定超大跨地下洞室中的不稳定区域S；S4，拟定超大跨地下洞室的开挖方案，根据步骤S3中的方法确定各开挖方案中的不稳定区域S，将不稳定区域S面积最少的开挖方案为最优开挖方案；S5，在步骤S4筛选得到的开挖方案下，对超大跨地下洞室施加支护措施，根据步骤S3中的计算方法，计算采取支护后的洞室应力以及应变值，确定洞室的不稳定区域S；S6，调整以及优化支护措施，直至洞室的不稳定区域为零，将此时的支护措施，作为拟建超大跨地下洞室的最终支护设计方案。

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权利要求：

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