申请/专利权人：西南交通大学;中国国家铁路集团有限公司;中国铁道科学研究院集团有限公司

申请日：2022-05-10

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN114969902B

主分类号：G06F30/13

分类号：G06F30/13;G06F30/23;G06F119/14

优先权：["20220304 CN 2022102127459"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2022.09.16#实质审查的生效;2022.08.30#公开

摘要：本发明公开了一种高原铁路高地应力硬岩隧道主动支护设计方法，包括以下步骤：S1：确定硬岩隧道的支护类型，并根据支护类型确定硬岩隧道的冲击载荷；S2：根据硬岩隧道的冲击载荷进行安全系数验算；S3：根据安全系数验算结果，完成硬岩隧道主动支护设计。本发明针对高地应力硬岩隧道设计施工难题，从能量释放角度推导了岩爆隧道的冲击荷载计算方法，组合松散荷载，给出岩爆隧道的荷载计算模型及支护结构设计方法，设计方法所给出的岩爆隧道支护参数能满足隧道规范最小安全系数的要求，使隧道结构处于安全状态，并具有一定的安全储备。

主权项：1.一种高原铁路高地应力硬岩隧道主动支护设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：确定硬岩隧道的支护类型，并根据支护类型确定硬岩隧道的冲击载荷；S2：根据硬岩隧道的冲击载荷进行安全系数验算；S3：根据安全系数验算结果，完成硬岩隧道主动支护设计；所述步骤S1包括以下子步骤：S11：确定硬岩隧道的支护类型，基于硬岩隧道的支护类型确定硬岩隧道的岩爆倾向性指数，并根据岩爆倾向性指数确定岩爆等级；S12：根据不同岩爆等级，确定硬岩隧道的爆块质量和爆块冲击速度；S13：根据硬岩隧道的爆块冲击速度，确定动荷因数；S14：根据爆块冲击速度和动荷因数，确定硬岩隧道的冲击载荷；所述步骤S11中，岩爆倾向性指数Wet的计算公式为： 式中，表示卸载所释放的弹性应变能，表示耗损的弹性应变能；所述步骤S11中，岩爆等级的确定方法为：若Wet≥5.0，则岩爆等级为严重岩爆；若2.0≤Wet5.0，则岩爆等级为中低烈度岩爆；若Wet2.0，则岩爆等级为不发生岩爆；所述步骤S12中，确定硬岩隧道的爆块质量的具体方法为：确定不同岩爆等级对应的岩爆影响深度，根据岩爆影响深度确定爆块体积，并根据爆块体积和爆块密度确定爆块质量；所述步骤S12中，确定爆块冲击速度的具体方法为：根据爆块体积确定爆块动能，并根据爆块动能确定爆块冲击速度；所述步骤S13中，动荷因数K的计算公式为： 式中，Δ表示受冲击部位的最大挠度，Δst表示自重引起的挠度，v表示爆块冲击速度，g表示重力加速度；所述步骤S14中，硬岩隧道的冲击载荷q冲击的计算公式为： 式中，K表示动荷因数，m表示爆块质量，g表示重力加速度，a表示爆块边长。

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权利要求：

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