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原文传递一种隧道下穿采空区围岩稳定性评价方法

专利名称：	一种隧道下穿采空区围岩稳定性评价方法
摘要：	本发明属于隧道施工技术领域，具体提供一种隧道下穿采空区拱顶围岩稳定性评价方法，根据隧道拱顶距采空区不同高度，选择若干个典型断面以及岩性相同的常规断面，利用点荷载仪测得现场岩体的单轴抗压强度；采用钢筋应力计、压力盒和混凝土应力计，采集拱架轴力、围岩接触压力和混凝土喷层径向应力；采集拱顶位移；计算反应隧道下穿采空区拱顶围岩稳定性的无量纲参数指标值，按比例分配权重系数，建立隧道下穿采空区拱顶围岩稳定性定量评价值，指导现场支护及施工。本发明加强了对现场岩体强度不同情况下的测试，使得评价围岩稳定性涉及到现场岩体强度时更加合理。施工现场即可进行围岩控制效果评价，无需开展室内试验，提高了施工效率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	安徽建筑大学
发明人：	潘锐;赵红飞;曹广勇;阳伟;黄海涛;罗彬
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-07T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-18T00:00:00+0800
申请号：	CN201910727236.8
公开号：	CN110346213A
代理机构：	北京五洲洋和知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	刘春成;刘素霞
分类号：	G01N3/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	230601 安徽省合肥市经济技术开发区紫云路292号
主权项：	1.一种隧道下穿采空区围岩稳定性评价方法，其特征在于，所述评价方法包括如下步骤：步骤S1，选定若干个岩性相同的典型断面和常规断面，开挖后采集施工现场不同典型断面的多个岩体样本和常规断面的岩体样本，然后分别测量岩体样本的单轴抗压强度；步骤S2，分别对选定的若干个典型断面进行测量拱架轴力、围岩接触压力和混凝土喷层径向应力；步骤S3，分别对选定的若干个典型断面进行测量拱顶位移；步骤S4，根据步骤S1～步骤S3所得到的单轴抗压强度、拱架轴力、围岩接触压力、混凝土喷层径向应力和拱顶位移计算无量纲参数指标值，将无量纲参数指标值按比例分配权重系数后得到隧道下穿采空区拱顶围岩稳定性定量评价值，用于反应隧道下穿采空区拱顶围岩的稳定性。 2.如权利要求1所述隧道下穿采空区围岩稳定性评价方法，其特征在于，所述步骤S1中岩体样本的测量方法为：利用点荷载仪测量取得的各个典型断面的岩体样本的单轴抗压强度，分别为σ1、σ2……σn，测量常规断面的单轴抗压强度为σ0，其中n为典型断面的个数，然后取各个典型断面的岩体样本的单轴抗压强度的平均值，最后得到典型断面的单轴抗压强度。 3.如权利要求2所述隧道下穿采空区围岩稳定性评价方法，其特征在于，选定的若干个所述典型断面之间拱顶与采空区之间的高度不同，且拱顶距离采空区的距离分别为h1、h2……hn，各个典型断面的地质条件与岩性相同的常规断面的地质条件近似。 4.如权利要求3所述隧道下穿采空区围岩稳定性评价方法，其特征在于，所述步骤S2中拱架轴力是通过钢筋应力计测量得到的，围岩接触压力是通过压力盒测量得到的，混凝土喷层径向应力是通过混凝土应力计测量得到的；若干个典型断面的所述拱架轴力测量结果分别为N1、N2……Nn；若干个典型断面的所述围岩接触压力测量结果分别为P1、P2……Pn；若干个典型断面的所述混凝土喷层径向应力测量结果分别为F1、F2……Fn。 5.如权利要求4所述隧道下穿采空区围岩稳定性评价方法，其特征在于，所述步骤S3中的典型断面的拱顶位移测量结果分别为D1、D2……Dn。 6.如权利要求5所述隧道下穿采空区围岩稳定性评价方法，其特征在于，所述步骤S4中无量纲参数指标包括单轴抗压强度弱化率、拱架强度使用率、围岩应力传递率、混凝土喷层支护分担率、拱顶位移影响率。 7.如权利要求6所述隧道下穿采空区围岩稳定性评价方法，其特征在于，所述单轴抗压强度弱化率为αi为相关系数，i＝1～n，且∑αi＝1；所述拱架强度使用率为βj为相关系数，j＝1～n，且∑βj＝1，Ns为拱架的屈服强度；所述围岩应力传递率为ck为相关系数，k＝1～n，且∑ck＝1，f为隧道围岩应力；所述混凝土喷层支护分担率为dm为相关系数，m＝1～n，且∑dm＝1，FC为混凝土抗压强度；所述拱顶位移影响率为et为相关系数，t＝1～n，且∑et＝1。 8.如权利要求6所述隧道下穿采空区围岩稳定性评价方法，其特征在于，所述隧道下穿采空区拱顶围岩稳定性定量评价值kw为分配系数，w＝1～5，且∑kw＝1。 9.如权利要求7所述隧道下穿采空区围岩稳定性评价方法，其特征在于，所述评价方法还包括如下步骤：步骤S5，将η与η0进行比较，其中η0为评价标准值；步骤S6，当η﹤η0时，即监测得到的值小于评价标准值，则立即对围岩加强支护等措施；步骤S7，当η≥η0时，即监测得到的值大于等于评价标准值，则维持原支护方案不变。 10.如权利要求1所述隧道下穿采空区围岩稳定性评价方法，其特征在于，所述典型断面的个数为3～5个。
所属类别：	发明专利