[发明专利]临坡面岩体竖向裂隙注浆设计方法

权利要求书

1.临坡面岩体竖向裂隙注浆设计方法，其特征在于，方法包括：

S1.根据岩体竖向裂隙注浆模型，变量裂隙开度以及单孔注浆量，得到对应的最大膨胀压力以及扩散范围，拟合建立裂隙开度、单孔注浆量与最大膨胀压力之间的关系以及裂隙开度、单孔注浆量与扩散范围之间的关系；

S2.获取实际临坡面岩体的竖向裂隙和岩体的几何尺寸；

S3.根据稳定性验算，计算注浆过程中实际岩体竖向裂隙面允许承受的最大膨胀压力,包括：

a.根据式(1)计算平行于坡面走向方向单位长度岩体重量；

b.根据垂直于坡面走向方向岩体横断面几何尺寸确定其重心横坐标位置；

c.将裂隙面上作用的膨胀压力视为均布荷载，岩体绕旋转点倾覆，根据式(2)计算岩体抗倾覆力矩M₁；根据式(3)确定倾覆力矩M₂；

d.根据式(4)的平行于坡面走向方向单位长度岩体抗倾覆稳定性要求，根据式(5)确定裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q₁；

e.根据式(6)计算抗滑力F₁，根据式(7)计算滑动力F₂；

f.根据式(8)的平行于坡面走向方向单位长度岩体抗滑移稳定性要求，根据式(9)确定裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q₂；

g.取q₁与q₂之间的最小值作为裂隙面允许承受的单位面积上的膨胀压力q；

其中：G＝ρA_岩  (1)

M₁＝Z_GG   (2)

M₂＝q₁h²/2   (3)

M₂≤λ₁M₁   (4)

q₁≤2λ₁Z_GG/h²   (5)

F₁＝μG   (6)

F₂＝q₂h   (7)

F₂≤λ₂F₁   (8)

q₂≤λ₂μG/h   (9)

式中，ρ为岩体密度；A_岩为垂直于坡面走向方向岩体横断面面积；Z_G为旋转点到重心的距离；h为竖向裂隙高度；μ为岩体与下部支撑土层之间的摩擦系数，μ≤1；λ₁为抗倾覆安全系数，λ₁≤1；λ₂为抗滑移安全系数，λ₂≤1；

S4.根据裂隙开度、单孔注浆量与最大膨胀压力之间的关系，计算出单孔注浆量；

S5.根据裂隙开度、单孔注浆量与扩散范围之间的关系，计算出浆液扩散范围；

S6.根据浆液扩散范围、单孔注浆量、实际岩体的几何尺寸以及注浆布孔形式，计算出注浆孔数以及注浆孔间距。

2.根据权利要求1所述的临坡面岩体竖向裂隙注浆设计方法，其特征在于，所述S1具体为：

根据岩体竖向裂隙注浆模型，设置不同裂隙开度、不同的注浆量进行注浆试验，得到不同裂隙开度、不同的注浆量条件下对应的最大膨胀压力以及浆液扩散范围数据；

将不同裂隙开度、不同的注浆量条件下对应的最大膨胀压力以及浆液扩散范围数据进行函数拟合，得到裂隙开度、单孔注浆量与膨胀压力之间的关系以及裂隙开度、单孔注浆量与扩散范围之间的关系。

3.根据权利要求1所述的临坡面岩体竖向裂隙注浆设计方法，其特征在于，所述S2中的岩体几何尺寸包括高度、垂直于坡面走向的岩体横断面尺寸。

4.根据权利要求1所述的临坡面岩体竖向裂隙注浆设计方法，其特征在于，所述S6中注浆布孔形式采用正三角形、梅花形以及矩形中的一种。