[发明专利]一种用于地下洞室岩爆烈度等级的综合预报方法

权利要求书

1.一种用于地下洞室岩爆烈度等级的综合预报方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、测量工程区的地应力场，获得工程区的最大初始地应力σ₁的量值与产状；

B、确定原位岩体强度σ_cm；

C、确定初始应力强度比T

根据步骤A、B得到的最大初始地应力σ₁和原位岩体强度σ_cm，利用式T=σ₁/σ_cm确定初始应力强度比T；

D、计算工程区岩爆发生的临界埋深H_cr

使用公式Hcr=Pσcmγ[(1+λ)+2(1-λ)cos2θ](1-μ2)1/3]]>计算工程所在部位岩爆发生的临界埋深H_cr，单位为m；其中P为修正系数，一般取100；σ_cm为原位岩体强度，单位为MPa；γ为岩体重度，单位为kN/m³；λ为侧压系数，λ=σ_H/σ_v，σ_H为最大水平主应力，σ_v为垂直主应力；θ为判断位置洞室中点连线与水平面的夹角，单位为°，圆形隧洞中点为圆心，马蹄形或城门洞形隧洞中点为拱圈的圆心；μ为岩石的泊松比；

E、确定六个影响因素的权重系数K₁、K₂、K₃、K₄、K₅、K₆

影响因素1为最大地应力方向σ₁与洞向的水平夹角θ：当60°<θ≤90°时，K₁=0.8-1；当30°<θ≤60°时，K₁=0.6-0.8；当0≤θ≤30°时，K₁=0.4-0.6；其中中间值采用插值法计算;

影响因素2为地下水状态：当为无水状态时，K₂=1；当为渗水状态时，K₂=0.8；当为滴水状态时，K₂=6；当为线状流水状态时，K₂=0.4；当为涌水状态时，K₂=0;

影响因素3为地下洞室开挖断面形状：当为矩形时，K₃=1；当为椭圆形时，K₃=0.9；当为圆拱直墙形时，K₃=0.8；当为圆形时，K₃=0.7;

影响因素4为施工方法：当使用钻爆法施工时，K₄=0.8；当使用全断面掘进机施工时，K₄=0.5;

影响因素5为埋深H：当H≥H_cr时，K₅=0.6；当H＜H_cr时，K₅=0.3，其中H_cr通过步骤D确定;

影响因素6为工程位置与地形和构造的关系：当工程位于断层的下盘、褶皱核部、沟谷底部和边坡坡脚中的任一情况时，K₆=2；当工程位于上述情况以外的地方的其他地方时，K₆=1;

F、确定修正的应力强度比T’

将步骤C得到的初始应力强度比T与步骤E确定的六个影响因素的权重系数相乘，得到修正的应力强度比T’，即T’＝T×K₁×K₂×K₃×K₄×K₅×K₆;

G、确定岩爆烈度等级

利用步骤F得到的修正的应力强度比T’预报岩爆的烈度等级，具体判据为：T’<0.15，为无岩爆；0.15≤T’<0.25，将会发生轻微岩爆；0.25≤T’<0.55，将会发生中等岩爆；0.555≤T’<1.00，将会发生强烈岩爆；T’≥1.00，将会发生极强岩爆。