[发明专利]一种台风波浪作用下海底隧道风化槽稳定性预测方法

说明书

本发明涉及一种台风波浪作用下海底隧道风化槽稳定性预测方法。该方法的工作原理是，当波浪持续作用在风化槽土体上时，一方面波浪压力在风化槽引起了滑塌力，另一方面风化槽自身重力也组成了滑塌力，循环压力使得风化槽土体出现强度衰减，衰减后土体强度具有的抵抗滑塌力阻止风化槽滑塌，若抵抗滑塌力小于滑塌力时，风化槽出现滑塌，失去稳定。本发明具有结构简单、结果可靠和使用方便的优点。

技术领域

本发明涉及基础建设领域，具体涉及一种台风波浪作用下海底隧道风化槽稳定性预测方法。

背景技术

海底隧道是一种常见的地下结构形式，有些海底隧道围岩处于海底风化槽内，工程性质较差。正常海况下，隧道拱顶上覆风化槽能够保持自稳，但当遇到台风时，波浪对海底施加一循环压力，导致风化槽土体出现扰动，强度逐渐衰减，加之波浪处于波峰时，风化槽表面土体受到波浪压力作用，风化槽土体在隧道尚未进行支护时，可能因自重等作用出现塌落，出现工程事故。迄今为止，尚未见到有关方法对台风下海底隧道风化槽的稳定性进行判别。

发明内容

本发明的目的在于提供一种台风波浪作用下海底隧道风化槽稳定性预测方法，具有结构简单、结果可靠和使用方便的优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种台风波浪作用下海底隧道风化槽稳定性预测方法，包括如下步骤：

(1)确定海底隧道的宽度B、单次循环进尺L₀和风化槽厚度H₀；

(2)确定百年一遇台风波浪时，风化槽处水动力参数，包括水深d、波高H、波长L、周期T₀和持续作用时间T；

(3)确定风化槽处土体水下的饱和重度γ_sat；

(4)确定百年一遇台风波浪在风化槽海床表面产生的波浪峰值压力p₀；

(5)确定波浪循环作用次数N；

(6)确定土体在波浪循环荷载下作用次数为N时的衰减粘聚力c'、衰减内摩擦角和超孔隙水压力u；

(7)确定隧道开挖后尚未支护时风化槽由重力引起的滑塌力T₁；

(8)确定隧道开挖后尚未支护时风化槽由波浪压力引起的滑塌力T₂；

(9)确定隧道开挖后尚未支护时风化槽总滑塌力T；

(10)确定隧道开挖尚未支护时风化槽的抵抗滑塌力R；

(11)判定台风波浪作用下海底隧道风化槽的稳定性。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明的工作原理是，当波浪持续作用在风化槽土体上时，一方面波浪压力在风化槽引起了滑塌力，另一方面风化槽自身重力也组成了滑塌力，循环压力使得风化槽土体出现强度衰减，衰减后土体强度具有的抵抗滑塌力阻止风化槽滑塌，若抵抗滑塌力小于滑塌力时，风化槽出现滑塌，失去稳定。本发明具有结构简单、结果可靠和使用方便的优点。

具体实施方式

下面，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明一种台风波浪作用下海底隧道风化槽稳定性预测方法，包括如下步骤：

(1)明确海底隧道的宽度B、单次循环进尺L₀和风化槽厚度H₀。

根据隧道设计和施工方案，确定上述三个参数。

(2)确定百年一遇台风波浪时，风化槽处水动力参数，包括水深d、波高H、波长L、周期T₀和持续作用时间T。

根据海洋气象水文资料，确定隧道风化槽处的上述参数。