[发明专利]一种特大跨洞室支护结构可控性设计方法

说明书

本发明公开了一种特大跨洞室支护结构可控性设计方法，包括：获取特大跨洞室整体稳定的安全系数λ₁和块体稳定的安全系数λ₂；计算特大跨洞室在无支护状态下的受力形态并圈定出洞室易发生失稳破坏的区域A；获取洞室上方不稳定块体K的形态及其结构面的c₁值和的正切值施加特大跨洞室的支护结构，分级不断降低区域A岩体的c值和的正切值进行计算，直至发生整体失稳破坏，记录下此级别下的计算使用的c’和值；施加特大跨洞室的支护结构，分级不断降低块体的c₁值和的正切值进行计算，直至块体发生滑移破坏，记录下此级别下的计算使用的c₁’和值；分别计算得出和若λ₁’＞λ₁且λ₂’＞λ₂，则支护结构安全性满足要求。本发明的设计方法结果安全可靠、运用简便。

技术领域

本发明涉及地下空间领域，尤其涉及一种特大跨洞室支护结构可控性设计方法。

背景技术

随着社会的发展，地下空间的开发正朝着大跨度、高利用率的方向发展，制约洞室跨度增大的最主要因素是支护结构的安全性是否满足要求。

现阶段，对于常规洞室支护结构的设计，主要是根据规范和理论公式，并结合类似的工程实例来确定，其设计方法及安全评判体系已比较成熟。但对于特大跨度洞室特别是跨度大于50m的洞室支护设计，尚无规范和理论公式，可参考的工程案例几乎没有，其支护结构的设计方法及安全性的评定尚处于空白阶段，必须要建立起一套安全、可控的设计方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特大跨洞室支护结构可控性设计方法，适用于特大跨度洞室的洞室支护，提供了一种以强度折减法为依据的设计方法，设计方法体系分明、方法合理、结果安全可靠、运用简便。

为实现上述目的，本发明的一种特大跨洞室支护结构可控性设计方法的具体技术方案为：

一种特大跨洞室支护结构可控性设计方法，包括：

获取特大跨洞室整体稳定的安全系数λ₁和块体稳定的安全系数λ₂；

计算特大跨洞室在无支护状态下的受力形态并圈定出洞室易发生失稳破坏的区域A；

获取洞室上方不稳定块体K的形态及其结构面的c₁值和的正切值

步骤四，施加特大跨洞室的支护结构，分级不断降低区域A岩体的c值和的正切值进行计算，直至发生整体失稳破坏，记录下此级别下的计算使用的c’和值；

步骤五，施加特大跨洞室的支护结构，分级不断降低块体的c₁值和的正切值进行计算，直至块体发生滑移破坏，记录下此级别下的计算使用的c₁’和值；

步骤六，分别计算得出和

步骤七，若λ₁’＞λ₁且λ₂’＞λ₂，则支护结构安全性满足要求，反之则不满足，若支护结构安全性不满足要求，则需加大支护强度，依据新的支护结构重复步骤四～步骤六，直至满足λ₁’＞λ₁且λ₂’＞λ₂。

本发明的一种特大跨洞室支护结构可控性设计方法的优点在于：

1)适用于特大跨度洞室、特别是跨度大于50m的洞室支护，为特大跨洞室支护结构设计方法缺失的现状提供了一种以强度折减法为依据的设计方法；

2)本发明的设计方法针对特大跨洞室的整体稳定和洞室上方块体的稳定，对岩体强度和结构面强度分别进行折减，并和安全系数进行对比，以此来判定和指导特大跨洞室支护结构的设计；