[发明专利]一种深埋隧道岩爆灾害规模的现场快速估算方法

摘要

本发明公开了一种深埋隧道岩爆灾害规模的现场快速估算方法，涉及隧道施工技术领域，通过选取爆坑横断面进行布点，记录所布点的坐标，对坐标进行拟合，研究爆坑横断面和纵断面轮廓曲线的特点，建立几何爆坑模型，估算爆坑灾害规模。本发明通过对隧道围岩岩爆爆坑内有限个测点所处的位置、岩体破坏深度、测点间距离等基本数据的测量与拟合分析的基础上，构建能够近似表征岩爆爆坑三维形态的几何概化模型，从而进一步提出爆坑规模的数学估算公式，利用该新方法可克服或减少根据弹射岩块出渣方量推算爆坑规模可能带来的偏差，弥补目前所采用方法的不足，提高岩爆爆坑规模的估算精度，为岩爆灾害严重程度的准确评估提供更为合理可靠的支撑。

主权项

1.一种深埋隧道岩爆灾害规模的现场快速估算模型，其特征在于，包括：一、窝型爆坑模型(1)、当岩爆发生处洞壁为直线型时，窝型爆坑洞壁围岩破坏表面积S₁及爆坑体积V₁的近似估算模型分别如下：S₁＝ab其中，窝型爆坑沿隧洞轴向长度记为a，窝型爆坑在洞壁上的爆坑高度记为b，爆坑的深度记为h；以隧道轴向为X轴，开挖方向为X轴正向；X轴顺时针旋转90°为Y轴，洞壁凹陷侧为Y轴正向；Z轴同时垂直X轴和Y轴，隧洞拱顶方向为Z轴正向，隧洞洞口向的爆坑下限为坐标原点O，从而构成隧道施工工程坐标系；(2)、当岩爆发生处洞壁为弧形时，窝型爆坑洞壁围岩破坏表面积S₂及爆坑体积V₂的估算模型分别如下：其中：r为弧形的半径，ΔV为ikm部分的体积：二、“V”字型爆坑模型(1)、当岩爆发生处洞壁为直线型时，窝型爆坑洞壁围岩破坏表面积S₃及爆坑体积V₃的近似估算模型分别如下：其中，“V”字型爆坑沿隧洞轴向长度为a₁，“V”字型爆坑洞壁上的爆坑高度最大值b₁，最小值b₂；爆坑深度最大值h₁，最小值h₂；(2)、当岩爆发生处洞壁为弧形时，窝型爆坑洞壁围岩破坏表面积S₄及爆坑体积V₄的估算模型分别如下：