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申请/专利权人：中铁建大桥工程局集团第五工程有限公司;西安建筑科技大学;中国铁建大桥工程局集团有限公司

摘要：本发明公开了一种隧道围岩松动圈测试方法，属于隧道开采技术领域，包括：建立立隧道模型；基于所述隧道模型，对所述隧道模型所处地层模型赋值，得到数值模型；根据现场实测数据对数值模型进行验证，若数值模型不符合要求，对所述隧道模型进行修正，直至符合要求；当数值模型符合要求时，对选定的隧道断面松动圈尺寸进行数值分析，同时现场对数值模型相应位置松动圈进行检测；将数值模型计算结果和现场实测数据进行比对，若比对结果在设定误差范围内，则采用所述数值模型进行未开挖隧道围岩松动圈进行预测；通过建立隧道的有限元模型，可以根据预测得到的松动圈数据进行初支方案的动态优化，极大的降低了工程造价。

主权项：1.一种隧道围岩松动圈测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立隧道模型；所述隧道模型采用有限元计算软件建立，包括：建立隧道模型，根据项目部地质勘探资料对隧道所处地层进行隧道模型建立，根据实际情况对隧道模型进行分层，同时根据现场施工工法和开挖技术确定隧道开挖模型，根据项目采用的三台阶临时仰拱法将隧道横断面划分成四个部分，并根据开挖进尺将隧道模型按照要求进行划分单元组；根据项目部初期支护施工方案中的要求分别在所述隧道模型中建立支护模型；其中，因为实际中隧道开挖是有进尺的，所以要将一个进尺的围岩划分成一个组，这个单元组目的就是将隧道根据实际开挖方案进行开挖；步骤2、基于所述隧道模型，对隧道模型所处地层模型赋值，得到数值模型包括：通过现场在各个地层以及隧道掌子面的每处位置进行钻孔取样，对取得的样品进行围岩力学试验，得到实验物理力学参数；通过支护施工方案中所采用的材料等级确定出相应支护材料的物理力学参数；根据实验物理力学参数对地层模型的各个地层的物理力学参数进行相应赋值，得到数值模型；根据Hoek-Brown强度准则，对所述实验物理力学参数进行校正，得到实际物理力学参数；根据所述实际物理力学参数对地层模型的各个地层的物理力学参数进行相应赋值，得到数值模型；步骤3、根据现场实测数据对数值模型进行验证，若数值模型不符合要求，对所述隧道模型进行修正，直至符合要求；当数值模型符合要求时，对选定的隧道断面松动圈尺寸进行数值分析，同时现场对数值模型相应位置松动圈进行检测；根据现场实测数据对数值模型进行验证，包括；对步骤2所得数值模型进行重力平衡计算；对所述数值模型进行模拟开挖，挖除隧道模型，在初期支护位置将围岩物理力学参数更换为对应初期支护的参数，得到模拟施工参数，进而计算得到模拟隧道围岩位移值；按照施工方案进行实际开挖，挖除与模拟开挖中相应部位单元，并进行初期支护的措施，开挖过程中进行应力平衡计算，得实际施工参数，即实际隧道围岩位移值；对所述模拟隧道围岩位移值和实际隧道围岩位移值进行验证比对，若二者的位移数据误差在设定范围内，则表明有数据模型是可靠的；反之，则重新进行建立数值模型，直至二者的位移数据的误差在设定范围内；步骤4、将数值模型计算结果和现场实测数据进行比对，若比对结果在设定误差范围内，则采用所述数值模型进行未开挖隧道围岩松动圈进行预测，或对开挖后隧道未完成初步支护的部分进行松动圈范围计算分析；若对比结果超出设定误差范围，则对所述数值模型进行修正，直至比对结果处于设定误差范围内，采用修正后的数值模型进行未开挖隧道围岩松动圈进行预测，或对开挖后隧道未完成初步支护的部分进行松动圈范围计算分析。

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