[发明专利]隧道围岩预应力加固锚杆长度及径向预应力值的测定方法

权利要求书

1.隧道围岩预应力加固锚杆长度及径向预应力值的测定方法，其特征在于，包括：

第一步：确定围岩岩体的天然应力；

第二步：确定围岩岩体的物理力学参数；

第三步：根据岩体的天然应力及物理力学参数确定隧道围岩断面塑性圈半径；

第四步：根据岩体的天然应力、物理力学参数、隧道开挖圆半径和隧道塑性圈半径确定隧道围岩压力；

第五步：根据第四步中的隧道围岩压力、相邻锚杆的横向间距和纵向间距确定隧道加固锚杆径向预应力值；

第六步：根据锚杆锚固段的最优长度根据确定隧道加固锚杆的最优设计长度。

2.如权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述第一步中采用钻孔套芯应力接触法确定围岩岩体的天然应力σ_Z，具体步骤如下：

1)在隧道围岩处选点、钻孔并在孔底打测量孔；

2)在测量孔内装入应变计，应变计与应变仪连接；

3)应变仪记录初始读数，通过套钻接触应力，记录应变仪读数U_a、U_b、U_c直至应力完全解除；

4)折断岩芯，根据公式(1)求得

式中：σ₁—单元体内最大主应力，σ₃—单元体内最小主应力，E—岩石的抗压强度；R^*—测量孔的半径；U_a、U_b、U_c—应变仪a、b、c所测得的位移值；2θ—根据tan2θ计算值确定；

5)根据公式(6)求得岩体天然应力σ_Z：

σz=12(σ1+σ3)+12(σ1-σ3)cos2θ---(2).]]>

3.如权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述第二步中围岩的物理力学参数包括围岩内摩擦角参数内摩擦角参数等于岩块内摩擦角标准值乘以设定的折减系数，折减系数根据裂隙发育程度确定。

4.如权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述第二步中围岩的物理力学参数包括围岩内粘聚力参数c，内粘聚力参数由围岩内粘聚力标准值乘以设定的折减系数。

5.如权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述第三步中隧道围岩断面塑性圈半径R根据公式(3)求出：

式中：R—隧道塑性圈半径；R_o—松动区半径(取R_o＝r)。

6.如权利要求1或5所述的测定方法，其特征在于，所述第四步中根据公式(4)求得隧道围岩压力σ_w：

式中：r—隧道开挖圆半径。

7.如权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述第五步中，根据岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范，对于Ⅳ、Ⅴ级围岩中的锚杆间距宜0.50m～1.00m，并不得大于1.25m，确定相邻两锚杆的横向间距及纵向间距S_b。