一种隧道围岩分级的修正方法以及相关设备与流程

本发明涉及土木工程领域，尤其涉及一种隧道围岩分级的修正方法以及相关设备。

背景技术：

1、围岩分级是指根据岩体完整程度和岩石强度等指标将全部的围岩划分为具有不同的稳定程度的若干类别。其目的是针对不同类别的围岩给出最佳的施工方法和支护结构设计。因此，准确的围岩分级对于隧道及地下工程的合理设计及安全施工具有重要的意义。

2、针对隧道及地下工程围岩分级，现有的围岩分级方法首先依靠岩石强度参数与岩体完整性指标确定岩体基本质量分级，然后根据地下水、结构面及初始应力状态对基本质量指标进行修正。

3、然而，随着一大批国家重大工程的实施，工程技术人员发现规范分级方法越来越不能满足现场需要，隧道开挖后，围岩分级变更现象时有发生，导致工期变长、投资增加、进度受阻。实际上，隧道开挖后，扰动区内的岩体可能会出现微裂隙的萌生与扩展现象，从而导致隧道扰动区内的围岩破碎程度及完整性系数发生变化。因此，必须对基于规范的围岩分级结果进行修正，才能考虑工程扰动导致的围岩强度弱化及整体承载能力劣化效应。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种隧道围岩分级的修正方法及相关设备，可以对基于规范的围岩的分级结果进行修正，进而考虑工程扰动导致的围岩强度弱化及整体承载能力劣化效应。

2、本发明第一方面提供了一种隧道围岩分级的修正方法，该方法包括：

3、确定隧道围岩的基本力学参数；

4、根据所述隧道围岩的基本力学参数以及fdem方法确定所述隧道围岩的断裂能参数；

5、基于所述隧道围岩的基本力学参数与所述隧道围岩的断裂能参数构建隧道开挖计算模型；

6、基于所述隧道开挖计算模型，采用fdem方法模拟隧道开挖过程，以确定所述隧道围岩所对应的待开挖隧道开挖后产生的扰动区范围；

7、基于所述扰动区范围内的岩石破裂情况对所述隧道围岩的初始完整性系数进行修正，以得到所述隧道开挖后围岩所对应的修正完整性系数；

8、根据所述隧道围岩的基本力学参数及所述修正完整性系数确定所述隧道围岩的分级修正结果。

9、本发明第二方面提供了一种隧道围岩分级的修正装置，包括：

10、第一确定单元，用于确定隧道围岩的基本力学参数；

11、第二确定单元，用于根据所述隧道围岩的基本力学参数以及fdem方法确定所述隧道围岩的断裂能参数；

12、构建单元，用于基于所述隧道围岩的基本力学参数与所述隧道围岩的断裂能参数构建隧道开挖计算模型；

13、第三确定单元，用于基于所述隧道开挖计算模型，采用fdem方法模拟隧道开挖过程，以确定所述隧道围岩所对应的待开挖隧道开挖后产生的扰动区范围；

14、系数修正单元，用于基于所述扰动区范围内的岩石破裂情况对所述隧道围岩的初始完整性系数进行修正，以得到所述隧道开挖后围岩所对应的修正完整性系数；

15、分级修正单元，用于根据所述隧道围岩的基本力学参数及所述修正完整性系数确定所述隧道围岩的分级修正结果。

16、本发明实施例第三方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现如上述第一方面所述的隧道围岩分级的修正方法的步骤。

17、本发明实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的隧道围岩分级的修正方法的步骤。

18、综上所述，可以看出，本发明提供的实施例中，隧道围岩分级的修正装置可以基于前期地质勘察结果，计算隧道开挖后扰动区范围的大小以及扰动区内围岩裂隙的萌生与扩展情况，并结合隧道围岩基本力学参数与裂隙分布情况，修正基本岩体质量指标，实现考虑工程扰动效应的围岩动态分级。该装置可以考虑工程扰动对围岩承载能力的劣化效应，使得围岩分级结果更加准确，为隧道与地下工程的合理设计及安全施工提供更可靠的保障。

技术特征：

1.一种隧道围岩分级的修正方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述扰动区范围内的岩石破裂情况对所述隧道围岩的初始完整性系数进行修正，以得到所述隧道围岩所对应的修正完整性系数包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述扰动区范围内的岩石破裂情况对所述隧道围岩的初始完整性系数进行修正，以得到所述隧道围岩所对应的修正完整性系数包括：

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述基本力学参数及所述修正完整性系数确定所述隧道围岩的分级修正结果包括：

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述隧道围岩的基本力学参数以及fdem方法确定所述隧道围岩的断裂能参数包括：

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述构建所述隧道围岩所对应的隧道开挖计算模型包括：

7.一种隧道围岩分级的修正装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述系数修正单元具体用于：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，其特征在于：所述计算机管理类程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任意一项所述的隧道围岩分级的修正方法。

技术总结
本发明实施例提供了一种隧道围岩分级的修正方法及相关设备，可以考虑工程扰动对围岩承载能力的劣化效应，使得围岩分级结果更加准确，为隧道与地下工程的合理设计及安全施工提供更可靠的保障。该方法包括确定隧道围岩的基本力学参数；根据基本力学参数以及FDEM方法确定断裂能参数；基于基本力学参数与断裂能参数构建隧道开挖计算模型；基于隧道开挖计算模型，采用FDEM方法模拟隧道开挖过程，以确定隧道开挖后产生的扰动区范围；基于扰动区范围内的岩石破裂情况对隧道围岩的初始完整性系数进行修正，以得到隧道开挖后围岩所对应的修正完整性系数；根据隧道围岩的基本力学参数及隧道围岩修正完整性系数确定隧道围岩的分级修正结果。

技术研发人员：周云,徐正宣,谭贤君,王栋,王科,扈森,贾哲强,张营旭,田洪铭,张夏临,邹杨,方振华,李天雨,王波
受保护的技术使用者：中国国家铁路集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14