[发明专利]一种适用于多地层浅埋隧道的围岩压力计算方法

权利要求书

1.一种适用于多地层浅埋隧道的围岩压力计算方法，其特征在于，包括：

步骤一、建立多地层结构力学模型的步骤；将处于不同地层范围之内的荷载分别视为线性荷载；

建立左导坑上台阶力学模型的假设条件为：

(1)将左导坑上台阶视为扇形；

(2)将左导坑上台阶的右侧壁及圆拱部分简化为刚性材料；

(3)将左导坑上台阶的右侧壁及圆拱的两端节点均视为刚性连接；

(4)所述右侧壁视为超静定梁，所述圆拱视为超静定拱；

建立左导坑下台阶力学模型的假设条件为：

(1)将左导坑下台阶视为三角形；

(2)将左导坑下台阶的左侧壁及右侧壁部分简化为刚性材料；

(3)将左导坑下台阶的左侧壁及右侧壁的两端节点均视为刚性连接；

(4)所述左侧壁及右侧壁视为超静定梁，总收敛变形视为两根超静定梁的收敛变形之和；

步骤二、将多地层结构力学模型转换为单地层结构力学模型的步骤；以地层分界线为界，将荷载分为对应数量的部分；将超静定梁以地层分界线为界分为对应数量的线性荷载；将超静定拱以地层分界线为界分为对应数量的线性荷载；

所述步骤一左导坑上台阶力学模型的超静定梁位移的计算步骤为：左导坑上台阶超静定梁受到的水平荷载为q_s，垂直荷载为q_c；由于超静定梁两端为刚性连接，不受轴向荷载影响，故只考虑水平荷载q_s和垂直荷载q_c在垂直于超静定梁方向上荷载q_l的作用，荷载q_l＝q_s·sinθ+q_c·cosθ，θ为扇形夹角，荷载q_l根据地层界线分为q_l1和q_l2两部分；左导坑上台阶力学模型的超静定拱位移的计算步骤为：左导坑上台阶超静定拱受到的水平荷载为q_s，垂直荷载为q₃；并将荷载q_s按地层界线分为q_s1和q_s2两部分；

所述步骤一左导坑下台阶力学模型的超静定梁位移的计算步骤等同于左导坑上台阶中超静定梁；

步骤三、计算步骤二中转换后的多个单地层结构力学模型的围岩压力，分别对荷载q_l1和q_l2进行计算；分别对荷载q_s1和q_s2进行计算；包括以下步骤：

(1)选取围岩的收敛变形监测点：对采用双侧壁导坑法施工的隧道进行研究分析，选取按开挖顺序最先开挖的导洞上的点为收敛变形监测点；

(2)在监测点构造结构力学模型；

(3)推导收敛变形与围岩压力之间的计算关系式；

(4)将工程实际数据与收敛监测数据带入步骤(3)的关系式中，分别计算监测点左、右两侧的位移量，及监测点的收敛变形；

(5)计算得出围岩计算摩擦角与围岩压力。