[发明专利]根据隧道衬砌变形确定滑坡推力的方法

摘要

本发明公开了一种根据隧道衬砌变形确定滑坡推力的方法，涉及隧道与滑坡工程领域，解决的技术问题是提供一种根据隧道衬砌变形，确定滑坡推力大小，掌握滑坡特征及规模，为防治方案的规划提供指导的方法。本发明采用的技术方案是：根据隧道衬砌变形确定滑坡推力的方法，通过合理的监测手段，获取隧道不同断面的准确变形量；然后，计算隧道结构永久荷载；再在考虑围岩压力的条件下，结合ANSYS有限元分析方法，将荷载转换为等效节点力，采用试算的方法重复迭代计算，反演确定不同变形部位所承受的滑坡推力。该方法不仅有助于分析隧道变形机制以及与滑坡相互作用机理，也为滑坡的防治以及隧道变形支护等工程措施提供技术支撑。

主权项

根据隧道衬砌变形确定滑坡推力的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、获取隧道变形量步骤二、计算隧道结构永久荷载采用普氏平衡拱理论进行围岩压力计算，获取隧道变形后塌落拱高度，拱顶围岩压力，总侧向围岩压力为；步骤三、有限元分析S1.模型构建：以隧道变形前尺寸资料为依据，利用ANSYS建模功能，建立隧道拱形结构模型；S2.单元离散化：将隧道衬砌离散化为N个二元杆件，N为正整数；S3.边界条件：固定拱脚位移作为隧道拱形结构模型的位移边界条件；S4.施加围岩压力：将S2中获取的拱顶、侧墙的围岩压力转换成节点力分别施加于隧道拱形结构模型中N+1个二元杆件节点处，并用弹簧来代替围岩对衬砌的约束作用；S5.将受拉弹簧单元“杀死”，即产生拉应力节点不再受围岩应力作用；并将围岩应力作用下产生的变形消隐，即将变形归零；S6.施加滑坡推力：根据滑体与隧道的组合位置关系，分析预测滑坡推力作用方向及范围；再假定滑坡推力大小，将假定的滑坡推力分解并施加于衬砌与坡体接触侧各节点单元上，计算隧道变形量。步骤四、确定滑坡推力将计算得到的隧道变形量与步骤一中的隧道变形量值进行比较，再采用试算的方法重复迭代计算，当假定的滑坡推力的计算结果与步骤一中的隧道变形量值相吻合时，确定该假定的滑坡推力为滑坡推力。