[发明专利]一种软岩隧道沉降量的计算方法

权利要求书

1.一种软岩隧道沉降量的计算方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤一：确定软岩隧道沉降量计算的可能影响因子，所述可能影响因子包括:围岩强度R_b、围岩节理面个数M、围岩裂隙间距J、地下水水量L、隧道开挖跨度B、拱架材料惯性矩I、喷射混凝土厚度P、变形等级S、隧道埋深H、隧道形状；

步骤二：建立全线已支护完成的软岩隧道沉降量的数据库，所述数据库中的数据包括:不同断面累计沉降量、围岩强度R_b、围岩节理面个数M、围岩裂隙间距J、地下水水量L、隧道开挖跨度B、拱架材料惯性矩I、喷射混凝土厚度P、变形等级S、隧道埋深H、隧道形状；

步骤三：确定影响软岩隧道沉降量计算的关键影响因子，具体包括：分析步骤二中各可能影响因子与软岩隧道沉降量的线性或非线性关系表达式的相关系数，获得与软岩隧道沉降量相关系数最大的6个影响因子：围岩强度R_b、围岩裂隙间距J、地下水水量L、变形等级S、隧道开挖跨度B、拱架材料惯性矩I；

步骤四：确定软岩隧道沉降量最大值的表达式，具体包括：

通过对步骤二数据库中隧道不同断面累计沉降量实测数据的散点拟合，优化步骤三中影响隧道沉降的关键影响因子与隧道不同断面累计沉降量的线性或非线性关系式，寻求6个关键影响因子组合后的表达式，获得软岩隧道沉降量的计算关系式：

式中，U：隧道最大沉降量，单位cm；R_b：围岩强度，单位KPa；S：变形等级；e：自然常数，e=2.718281828；B：隧道开挖跨度，单位m；E：材料弹性模量，工字钢与H型钢E=206KN/mm³；I：拱架材料惯性矩，单位mm⁴；α₁、α₂：拟合常数；β₁：裂隙间距影响系数；β₂：地下水影响系数；

通过对步骤二数据库中隧道不同断面累计沉降量实测数据的散点拟合，优化影响隧道沉降的关键影响因子与隧道不同断面累计沉降量的线性或非线性关系式的相关系数，寻求关键影响因子与上述计算关系式中的相关系数，获得软岩隧道沉降量计算系数取值范围如下所示：

围岩裂隙间距J影响β₁取值：

J＜0.1 m时，β₁=1；

0.1m≤J＜0.2m时，β₁=1.2；

0.2m≤J时，β₁=1.3；

地下水水量L影响β₂取值：

无水时，β₂=0.9；

渗水时，β₂=1.0；

滴水时，β₂=1.1；

线状水，β₂=1.2。

2.根据权利要求1所述的一种软岩隧道沉降量的计算方法，其特征在于，所述拱架材料包括I18工字钢、I20b工字钢、I22b工字钢、H175H型钢。

3.根据权利要求1所述的一种软岩隧道沉降量的计算方法，其特征在于，所述隧道形状包括马蹄形、椭圆形、近圆形。