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申请/专利权人：中交一航局第一工程有限公司;中交第一航务工程局有限公司
摘要：本发明属于隧道工程技术领域，涉及浅埋隧道短台阶法开挖掌子面上台阶最大高度计算方法。该方法包括：根据地表荷载、土层物理特性、浅埋隧道结构特征及假定浅埋隧道开挖时掌子面前方土体的破坏模式，建立计算模型；沿掌子面前方土体破裂面对力矩方程进行积分，获得整个破裂面上的力矩平衡方程，对其求解后获得掌子面上任一高度处土压力的计算公式、土压力系数的计算公式，进而获得掌子面上土压力合力的计算公式；解算土压力系数；解算掌子面上台阶的最大高度。本发明创造性地提出了掌子面上台阶高度的计算方法，进而能够确定掌子面上台阶的最大高度，以指导实际施工时上台阶的开挖，保障浅埋隧道短台阶法开挖时掌子面的稳定性及施工安全性。
主权项：1.浅埋隧道短台阶法开挖掌子面上台阶最大高度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据地表荷载、土层物理特性、浅埋隧道结构特征以及假定浅埋隧道短台阶法开挖时掌子面前方土体的破坏模式，建立计算模型；其中，掌子面前方土体破坏区域由第一土块区和第二土块区组成，所述第二土块区为掌子面前方的弧面楔形体且其破裂面为圆弧面，所述第一土块区为位于第二土块区斜上方的倒锥形体且其破裂面为平面，进而使掌子面前方土体破坏区域的破裂面呈圆弧面～平面的破坏模式；所述第一土块区和第二土块区之间的分区面与掌子面的外延面交汇于地表处；S2、沿所述掌子面前方土体破坏区域的破裂面对力矩方程进行分析和积分，获得整个破裂面上的力矩平衡方程，并对其进行积分运算，获得整个破裂面上的力矩积分方程；S3、对所述整个破裂面上的力矩积分方程进行求解，获得掌子面上任一高度处的土压力的计算公式及土压力系数、、的计算公式；对所述掌子面上任一高度处的土压力的计算公式进行积分，获得掌子面上土压力合力的计算公式；S4、解算所述土压力系数、、；S5、解算当掌子面上土压力合力时掌子面上台阶的最大高度。
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