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一种特大跨洞室支护结构安全系数的计算方法


技术摘要:
本发明公开了一种特大跨洞室支护结构安全系数的计算方法,包括:在拟建特大跨洞室附近,施作同一矢跨比等比例缩小的无支护状态下的洞室开挖试验,获取洞室上方特定监测点的沉降平均值数值计算,求得相同位置监测点的沉降平均值若支护结构的安全系数取1 λ1;若继续求取  全部
背景技术:
特大跨洞室跨度巨大,建造难度高,一旦发生事故,后果极其严重,因此在设计过 程中必须要有可量化的指标对支护结构的安全性进行判定,以保证支护结构安全可靠。 现阶段,对常规地下工程支护结构安全性的评判方式主要有两种:一是根据洞室 的破坏机理和相关规范进行计算判定;二是依据类似工程经验判定,而对于特大跨洞室来 说,其破坏机理尚不明确,更没有相应规范可参考,工程案例也寥寥无几,其安全性的评价 指标尚处于空白,给设计工作带来了极大的困扰。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种特大跨洞室支护结构安全系数的计算方法,能够兼顾 计算结果误差和支护结构的安全储备,方法合理,结果可靠。 为实现上述目的,本发明的一种特大跨洞室支护结构安全系数的计算方法的具体 技术方案为: 一种特大跨洞室支护结构安全系数的计算方法,包括: 步骤一,在拟建特大跨洞室附近,采用相同的开挖方式,施作同一矢跨比等比例缩 小的无支护状态下的洞室开挖试验,开挖完成后,获取洞室上方特定监测点的沉降d1,d2, d3...,除去洞口部位及其他无效监测点,求得剩余监测点的沉降平均值 步骤二,采取和试验开挖洞室相同的地质参数、洞室轮廓、开挖方式进行无支护状 态下的数值计算,得到相同位置监测点的沉降数据d1’,d2’,d3’...,除去洞口部位及其他无 效监测点,求得剩余监测点的沉降平均值 步骤三,若 则支护结构的安全系数取1 λ1,λ1为支护结构的安全储备系数; 若 则按以下步骤继续求取支护结构的安全系数; 步骤四,在步骤二的计算基础上,分级降低岩体的c值和 的正切值 值,记录 下当 时刻计算使用的c’和 值; 步骤五,计算得出支护结构的安全系数 步骤六,计算在支护结构作用下,分级降低特大跨洞室岩体的c值和 的正切值 值时支护结构的受力状态,记录下当洞室支护结构破坏时计算使用的c1’和 值; 步骤七,计算得到 若λ2>λ,则判定支护结构安全;λ2≤λ,则 判定支护结构不安全。 本发明的一种特大跨洞室支护结构安全系数的计算方法的优点在于: 3 CN 111581696 A 说 明 书 2/4 页 1)针对现阶段特大跨洞室支护结构安全评价指标缺失的现状提供一种可量化的 安全系数的计算方法,能够适用于跨度大于50m的特大跨洞室支护结构; 2)本发明提供的支护结构计算方法兼顾计算结果误差和支护结构的安全储备,方 法合理,结果可靠; 3)通过在拟建特大跨洞室附近施作同开挖方式、矢跨比的缩比试验来获得计算结 果误差的方法,与拟建项目关联性高,结果适用性强、可靠度高; 4)本发明采取的缩比试验是在相同地质条件和开挖方式下进行,解决了需大量借 鉴类似工程的难题,应用性强; 5)本发明的计算方法操作简便,层次分明,常规的技术手段即可实现其计算过程。 附图说明 图1为本发明的拟建特大跨洞室轮廓示意图; 图2为本发明的试验洞室轮廓及施作位置示意图; 图3为本发明的试验洞室的轮廓及测点布置横断面图; 图4为本发明的试验洞室测点布置纵断面图。
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