[发明专利]一种基于开挖面变形砂土地层隧道开挖松动预测方法

摘要

本发明涉及一种基于开挖面变形砂土地层隧道开挖松动预测方法，包括以下方法：1)测量获得隧道开挖面中心的变形量，利用颗粒物质椭球体理论计算获得松动区的形状参数；2)建立楔形体模型，根据松动区的形状参数计算获得楔形体上覆土平均竖向压应力；3)考虑刀盘与开挖面土体摩擦力计算获得松动土体对刀盘的松动压力。与现有技术相比，本发明具有方法简单，可靠性高，便于推广等优点，可直接预测砂土地层隧道开挖的影响范围和支护压力。

主权项

1.一种基于开挖面变形砂土地层隧道开挖松动预测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)测量获得隧道开挖面中心的变形量，利用颗粒物质椭球体理论计算获得松动区的形状参数；2)建立楔形体模型，根据松动区的形状参数计算获得楔形体上覆土平均竖向压应力；3)考虑刀盘与开挖面土体摩擦力计算获得松动土体对刀盘的松动压力；所述步骤1)中，利用颗粒物质椭球体理论将松动区等效为一椭球体，所述松动区的形状参数包括松动区体积VG、松动区半长轴aG、松动区纵向短半轴bG、松动区横向短半轴cG和松动区高度HGF，计算公式为： V G = π 4 ( β - 1 ) D 2 s ]]> a G = [ V G π 1 - ϵ b 1 - ϵ c ( 2 3 + f α - f α 3 3 ) ] 1 / 3 ]]> b G = a G 1 - ϵ b 2 ]]> c G = a G 1 - ϵ c 2 ]]>HGF＝2aG cosα式中，s为隧道开挖面中心的变形量，D为隧道直径，β为松动系数，εb为松动区纵向偏心率，εc为松动区横向偏心率，fα为计算参数，满足α为松动区偏转角。