中鐵第一勘察設計院集團有限公司徐沖獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中鐵第一勘察設計院集團有限公司申請的專利淺埋隧道圍巖壓力計算方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115357975B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210927663.2,技術領域涉及:G06F30/13;該發明授權淺埋隧道圍巖壓力計算方法是由徐沖;李寧;王飛;史先偉;李國良設計研發完成,并于2022-08-03向國家知識產權局提交的專利申請。
本淺埋隧道圍巖壓力計算方法在說明書摘要公布了:本發明涉及一種淺埋隧道圍巖壓力計算方法。現有行業規范在計算不同類型淺埋隧道圍巖壓力時缺少統一表達模型,計算過程復雜。本方法根據地表水平、淺埋非偏壓工況和地表傾斜、淺埋偏壓工況,建立淺埋隧道圍巖壓力數力模型;計算隧道邊墻水平側壓力系數和坡體巖土體內滑動楔形塊破裂面與水平面夾角;計算隧道邊墻水平側壓力占比系數;根據數力模型計算淺埋隧道圍巖壓力。本發明構建了淺埋隧道圍巖壓力的統一表達模型,并提供了基于統一表達模型計算淺埋隧道圍巖壓力的方法,模型公式物理內涵清晰、數學表達邏輯統一、結構簡單,可推廣至地面不規則、滑動體不規則、地層為多層土時的特殊工況,克服了規范公式的冗長表達及考慮工況不全的劣勢。
本發明授權淺埋隧道圍巖壓力計算方法在權利要求書中公布了:1.淺埋隧道圍巖壓力計算方法,其特征在于: 所述方法包括: 根據地表水平、淺埋非偏壓工況和地表傾斜、淺埋偏壓工況,建立淺埋隧道圍巖壓力數力模型; 根據數力模型計算內側隧道邊墻水平側壓力系數、外側隧道邊墻水平側壓力系數,以及坡體內側巖土體內滑動楔形塊破裂面與水平面夾角、坡體外側巖土體內滑動楔形塊破裂面與水平面夾角; 計算隧道邊墻水平側壓力占比系數; 根據數力模型計算淺埋隧道圍巖壓力; 地表水平、淺埋非偏壓工況中,隧道拱頂上覆覆土為淺埋條件且地表水平,滑動楔形體為剛性體,建立的淺埋隧道圍巖壓力數力模型為: 其中: e水平為隧道邊墻水平側壓力,內外側相同; Eax為內側滑動楔形體形成的土壓力的水平分量,內外側相同; η為內側隧道邊墻水平側壓力占比系數,內外側相同; Ea為內側滑動楔形體形成的土壓力,內外側相同; θ為隧道拱頂巖土柱與滑動楔形塊之間摩擦角,內外側相同; G為內側滑動楔形體自重,內外側相同; β為坡體內側巖土體內滑動楔形塊破裂面與水平面夾角,內外側相同; 為計算摩擦角; γ為拱頂巖土柱自重; h為隧道邊墻與滑動楔形體內側共邊破裂面垂直高度,內外側相同; λmax為內側隧道水平側向壓力系數,內外側相同; q豎向為隧道拱頂豎向壓力; H為內側覆土厚度,內外側相同; B為隧道開挖寬度; 地表傾斜、淺埋偏壓工況中,隧道拱頂上覆覆土為淺埋條件且地表傾斜,地表傾斜角度為μ,滑動楔形體為剛性體,建立的淺埋隧道圍巖壓力數力模型為: 內側淺埋隧道圍巖壓力數力模型為: 其中: e內側水平為內側隧道邊墻水平側壓力; Eax為內側滑動楔形體形成的土壓力的水平分量; η為內側隧道邊墻水平側壓力占比系數; η'為外側隧道邊墻水平側壓力占比系數; Ea為內側滑動楔形體形成的土壓力; θ為隧道拱頂巖土柱與滑動楔形塊之間摩擦角; G為內側滑動楔形體自重; β為坡體內側巖土體內滑動楔形塊破裂面與水平面夾角;為計算摩擦角; γ為拱頂巖土柱自重; h為隧道邊墻與滑動楔形體內側共邊破裂面垂直高度;h'為隧道邊墻與滑動楔形體外側共邊破裂面垂直高度;λmax為內側隧道水平側向壓力系數; λ'max為外側隧道水平側向壓力系數; q豎向為隧道拱頂豎向壓力; H為內側覆土厚度; H'為外側覆土厚度; B為隧道開挖寬度; 外側淺埋隧道圍巖壓力數力模型為: 其中: e外側水平為外側隧道邊墻水平側壓力; E'ax為外側滑動楔形體形成的土壓力的水平分量; η為內側隧道邊墻水平側壓力占比系數; η′為外側隧道邊墻水平側壓力占比系數; E'a為外側滑動楔形體形成的土壓力; G'為外側滑動楔形體自重; β為坡體內側巖土體內滑動楔形塊破裂面與水平面夾角; 為計算摩擦角; γ為拱頂巖土柱自重; h為隧道邊墻與滑動楔形體內側共邊破裂面垂直高度; h'為隧道邊墻與滑動楔形體外側共邊破裂面垂直高度; λmax為內側隧道水平側向壓力系數; λ'max為外側隧道水平側向壓力系數; q豎向為隧道拱頂豎向壓力; H為內側覆土厚度; H'為外側覆土厚度; B為隧道開挖寬度; 地表水平、淺埋非偏壓工況中,計算內側隧道邊墻水平側壓力占比系數η,具體為: 地表傾斜、淺埋偏壓工況中,計算外側隧道邊墻水平側壓力占比系數η',具體為:
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