一种隧道深浅埋荷载转换方法和系统

技术领域

本发明属于交通工程技术领域，具体涉及一种隧道深浅埋荷载转换方法和系统。

背景技术

目前执行的公路、铁路规范，隧道围岩荷载的计算根据埋深H和深埋隧道垂直荷载计算高度h

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种隧道深浅埋荷载转换方法和系统，可以通过改善围岩力学参数，使得浅埋转变成深埋隧道，以达到围岩荷载减小的目的，且深埋隧道顶部可以复耕或恢复植被，从而也达到了减少永久用地的目的。

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种隧道深浅埋荷载转换方法，包括以下步骤：

步骤(1)根据隧道围岩级别和坑道宽度计算得出深埋隧道垂直荷载计算高度h

步骤(2)判别隧道埋深H是否满足浅埋条件：h

步骤(3)如上述条件满足，选用复合地基处理方法处理隧道顶H

步骤(4)根据处理后围岩重新计算围岩的摩擦角和黏聚力：

C′＝mC

式中，

m：复合地基置换率；

C

C

步骤(5)根据处理后围岩的摩擦角和黏聚力重新确定围岩级别S′；

步骤(6)根据新的隧道围岩级别计算得出深埋隧道垂直荷载计算高度；

步骤(7)判别隧道埋深H是否满足深埋条件：2.0-2.5h′

进一步地，步骤(1)中，根据隧道围岩级别和坑道宽度计算得出深埋隧道垂直荷载计算高度，具体按以下进行：

h

式中，h

S：隧道围岩级别；

B：坑道宽度，B＞5m。

进一步地，步骤(3)中，β值通过下式计算：

式中，

进一步地，步骤(4)中，根据处理后围岩重新计算围岩的摩擦角和黏聚力，按以下进行：

C′＝mC

式中，

m：复合地基置换率；

C

C

进一步地，步骤(5)中，根据处理后围岩的摩擦角和黏聚力查规范中围岩级别与物理力学参数对应表，重新确定围岩级别S′。

进一步地，步骤(6)中，根据新的隧道围岩级别计算得出深埋隧道垂直荷载计算高度：

h′‘

式中，h′

S′：新的隧道围岩级别；

B：坑道宽度，B＞5m。

进一步地，如不满足2.0-2.5h′

本发明还涉及的一种计算机系统，包括存储器、处理器以及在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

本发明还涉及一种电子设备，包括存储器、处理器以及在存储器上，并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

本发明可以通过改善围岩力学参数，使得浅埋转变成深埋隧道，以达到围岩荷载减小的目的，且深埋隧道顶部地面可以复耕或恢复植被，从而也达到了有效利用土地的目的。

附图说明

图1是本发明实施例的计算方法针对的某段铁路隧道的结构示意图；

图中，1-隧道埋深H；2-自隧道顶至复合地基处理顶面的深度H

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

本实施例涉及的隧道深浅埋荷载转换方法，涉及高速铁路软基沉降计算深度确定方法，包括以下步骤：

步骤(1)根据隧道围岩级别和坑道宽度计算得出深埋隧道垂直荷载计算高度：

h

式中，h

S：隧道围岩级别；

B：坑道宽度。

步骤(2)判别根据隧道埋深H是否满足浅埋条件：h

步骤(3)如上述条件满足，选用《建筑地基处理技术规范》(JGJ79)中复合地基处理方法处理隧道顶H

式中，

θ：隧道围岩与隧道支护结构的摩擦角，5级围岩时，

步骤(4)根据处理后围岩重新计算围岩的摩擦角和黏聚力：

φ′＝mφ

C′＝mC

式中，

m：复合地基置换率；

C

C

步骤(5)根根据处理后围岩的摩擦角和黏聚力查规范中围岩级别与物理力学参数对应表，

重新确定围岩级别S′。

步骤(6)根据新的隧道围岩级别计算得出深埋隧道垂直荷载计算高度：

h′‘

式中，h′

S′：新的隧道围岩级别；

B：坑道宽度。

步骤(7)根据隧道埋深H判别是否满足深埋条件：2.0-2.5h′

不足(8)如仍不满足深埋隧道条件，则加强复合地基处理措施，重复步骤(4)～步骤(7)，直至满足深埋隧道的条件。

为了实现上述方法，本实施例可以通过现有的计算机系统完成，包括存储器、处理器以及在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。

可选的，本申请实施例还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上述所示实施例的方法。

可选的，本申请实施例还提供一种运行指令的芯片，所述芯片用于执行上述所示实施例的方法。

本申请实施例还提供一种程序产品，所述程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在存储介质中，至少一个处理器可以从所述存储介质读取所述计算机程序，所述至少一个处理器执行所述计算机程序时可实现上述实施例的方法。

作为本实施例的具体应用：

如图1所示，图1为某段铁路隧道，洞宽B＝8m，洞高h＝10m，埋深H＝30m，围岩级别S＝6，摩擦角

计算深埋隧道垂直荷载计算高度h

计算最大推力的破裂角β：

对隧道顶深度H

φ′＝mφ

C′＝mC

由隧道规范可知：

根据新的隧道围岩级别计算得出深埋隧道垂直荷载计算高度：

h′‘

2.0-2.5×9.4m＝18.8-23.5m＜H＝30m，至此，浅埋隧道转换为了深埋隧道。

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。