[发明专利]一种考虑隧道围岩应力分布的强度应力比岩爆判据方法

权利要求书

1.一种考虑隧道围岩应力分布的强度应力比岩爆判据方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，提出应力集度的概念，用以表示二次扰动应力在围岩扰动区的集中程度，即围岩应力分布，其物理意义为：反映围岩切向应力由硐壁向围岩内部的衰减变化情况，并利用以下公式计算应力集度，

其中，η用来表示围岩切向的应力集度，式中，R₀为开挖洞径，单位m，对于非圆形硐室可以采用当量方法来计算其洞径；σ_θ为开挖前隧道横截面最大初始应力，单位MPa；σ_θmax为洞壁切向应力最大值，单位MPa；

步骤2，利用现有的工程数据，得到应力集度、强度应力比及岩爆烈度的实测数据，并将岩爆烈度表示在由强度应力比及应力集度所确定的二维平面内；

步骤3，对岩爆的不同烈度在强度应力比及应力集度所确定的二维平面内进行区间划分，开展强度应力比及应力集度的双参量岩爆烈度经验拟合，并对各烈度区间的拟合结果加以综合量化表达，结合强度应力以及应力集度的大小综合判定岩爆强度。

2.如权利要求1所述的一种考虑隧道围岩应力分布的强度应力比岩爆判据方法，其特征在于：步骤1中应力集度的公式可以进一步简化为

其中，η用来表示围岩切向的应力集度，式中，R₀为开挖洞径，单位m，对于非圆形硐室可以采用当量方法来计算其洞径；σ_θ为开挖前隧道横截面最大初始应力，单位MPa；σ_θmax为洞壁切向应力最大值，单位MPa。

3.如权利要求1所述的一种考虑隧道围岩应力分布的强度应力比岩爆判据方法，其特征在于：步骤3中结合强度应力以及应力集度的大小综合判定岩爆强度的具体方式如下，

当强度应力比R小于等于0.3时，判定为无岩爆；R大于0.3且小于等于0.4时，判定为弱岩爆；R大于0.4时，结合应力集度η和强度应力R综合判定岩爆强度，当η-2R＜1.5或η/R≥8.6时，判定为弱岩爆，当η-2R≥1.5或η-6.8R＜0.7时，判定为中岩爆，当η-6.8R≥0.7或η/R＜8.6时，判定为强岩爆。