(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210801821.X (22)申请日 2022.07.07 (71)申请人 河北工程 技术学院 地址 050014 河北省石家庄市桥西区宫北 路11号 (72)发明人 王雪　杜慧慧　张新影　王华楠　 杨梦雪　张琳琳　贾小盼　崔彦　 栗莎　马瑞彦　李自朋　 (74)专利代理 机构 重庆知育道知识产权代理事 务所(普通 合伙) 50296 专利代理师 李行 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种深埋隧道挤压型大变形分级标准研究 分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种深埋隧道挤压型大变形 分级标准研究分析方法， 其分析方法步骤如下： 步骤一： 隧道挤压型大变形数值分析； 其具体步 骤如下： S1:采用遍布节理模型确定工程概况与 计算模型； S2:深埋隧道挤压大变形规律分析； S3:深埋隧道挤压大变形影 响因素分析； 步骤二： 深埋隧道 挤压型大变形分级 标准确定； 其具体步 骤如下： S1:确定挤压性大变形的判断依据； S2: 构建深埋隧道挤压性大变形变分级标准评价体 系； S3:评价指标权重的确定， 通过数据统计及理 论分析， 将隧道变形划分为4个等级： 严重大变 形、 中等大变形、 轻微大变形、 无大变形， 同时提 出了准则层和指标层各因子的评价标准及风险 值和大变形的界限及分布范围。 权利要求书1页 说明书23页 附图16页 CN 115062390 A 2022.09.16 CN 115062390 A 1.一种深埋隧道挤压型大变形分级标准研究分析方法， 其特征在于： 其分析方法步骤 如下： 步骤一： 隧道挤压型 大变形数值分析； 其具体步骤如下： S1:采用遍布 节理模型确定 工程概况与计算模型； S2:深埋隧道挤压大变形规 律分析； S3:深埋隧道挤压大变形影响因素分析； 步骤二： 深埋隧道挤压型 大变形分级标准确定； 其具体步骤如下： S1:确定挤压性大变形的判断依据； S2:构建深埋隧道挤压性大变形变分级标准评价体系； S3:评价指标权 重的确定； S4:深埋隧道挤压性大变形分级标准的模糊评价； S5:隧道大变形分级标准的工程应用。 2.根据权利要求1所述的深埋隧道挤压型大变形分级标准研究分析方法， 其特征在于： 所述步骤一中深埋隧道挤压大变形规 律分析包括： (1)初支应力分析； (2)洞周位移。 3.根据权利要求1所述的深埋隧道挤压型大变形分级标准研究分析方法， 其特征在于： 所述步骤一中深埋隧道挤压大变形影响因素分析包括： (1)围岩物理力学指标影响分析； (2)隧道埋深影响分析； (3)地应力最大主应力方向影响分析； (4)地下水水压力影响分析； (5)围岩结构面 倾角和结构面走向与隧道轴向的夹角影响分析。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115062390 A 2一种深埋隧道挤压型大变形分级标 准研究分析方 法 技术领域 [0001]本发明涉及深埋隧道施工技术领域， 具体是一种深埋隧道挤压型大变形分级标准 研究分析 方法。 背景技术 [0002]深埋隧道能够克服山地和峡谷等地形障碍， 缩短两地距离， 让铁路、 公路和管道运 输的运行线路更为平顺， 提高交通和运输安全质量。 深埋隧道在施工过程中遇到的变形破 坏形式不同， 但是本质是围岩 应力的重新分配导致洞周的变形， 例如侧壁和掌子面坍塌、 挤 压、 岩爆等。 挤压性大变形和岩爆是高地应力条件下典型的变形破坏。 [0003]国内、 外学者针对深埋隧道的挤压型大变形开展大量研究， HOEK等基于相对变形 和强度应力比为指标进 行变形等级划分， AYDA N以基于相对变形为指标进 行变形等级划分， JETHWA等以强度应力比进 行变形等级划分， 乌鞘岭隧道基于强度应力比和原始 地应力为指 标， 进行变形等级划分， 兰渝铁路采用相对变形和强度应力比为指标进行变形等级划分。 [0004]从预留变形量出发， 认为正常预留变形量对于单线隧道一般不大于150mm， 对于双 线隧道不大于300mm， 并粗略取上述值的0.8倍作为正常变形值的上限， 当单线隧道支护位 移大于130 mm， 双线隧道支护位移大于250 mm时， 即发生了大变形。 张祉道建议以初期支护位 移值以及支护破坏现象作为定义指标， 并将大变形定义为： 当采用常规支护隧道由于地应 力较高而使其初期支护发生程度不同的破坏且位移与洞壁半径之比大于3％时， 认为发生 了大变形。 [0005]从围岩变形量上给大变形作了界定， 即： 若围岩变形量超过正常规定的2倍时， 可 把围岩变形视为大变形(南昆线家竹箐隧道的经验是单线超过25cm， 双线超过50cm确定为 大变形)， 围岩变形量介于正常预留变形量及其2倍之间时， 可认为是正常变形至大变形 的 过渡阶段。 [0006]何满潮认为大变形问题有弹性大变形和塑性大变形之分， 而软弱围岩的大变形问 题可归结为 塑性大变形， 塑性大变形区别于弹性大变形和小变形的显著标志是前者与过程 紧密相关。 也有学者指出， 大变形是隧道施工过程中， 围岩在复杂外部环境作用下， 其自承 能力的丧 失或部分丧失， 进而发生 塑性破坏的现象。 与一般岩 体局部破坏(如岩爆、 坍塌)的 区别在于这种塑性破坏具有显著的持续 性和时间 效应。 [0007]根据受控条件， 大变形可以分为： 受围岩岩性控制型， 受围岩结构构造控制型和受 人工采掘扰动影响型等三大类型。 围岩岩性控制型变形破坏形式一般为由于剪切变形或弯 曲变形产生的塑性流动； 岩体结构控制型主要发生在结构构造发育的硬质岩中， 按照岩体 结构面类型又可划分为构造改造型和浅表生改造型， 其中按结构面发育情况， 可进一步划 分为块裂状、 碎块状和碎屑状三种 结构类型； 人工采掘扰动控制型一般是 由于受人工扰动 的岩体(如采空 区周边岩 体)发生移动从而导致隧道围岩的大变形， 这类围岩的变形破坏主 要表现为剪切和滑动破坏， 多发生于相对厚层的沉积岩 中， 具体表现为沿层面的滑动破坏 和完整岩体的剪切破坏两种形式。说　明　书 1/23 页 3 CN 115062390 A 3