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公开(公告)号：CN110442948A
公开(公告)日：2019-11-12
申请号：CN201910692960.1
申请日：2019-07-30
Applicant: 湖南科技大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种上软层厚度与倾角对隧道掌子面稳定性的确定方法。本发明主要包括，(1)根据隧道掌子面的软硬地层分界面倾角，判断掌子面失稳是发生在上部软地层内，还是发生于软硬分层界面的复合破坏；(2)根据隧道埋深、围岩条件、掌子面上部软地层厚度、隧道开挖高度，确定隧道掌子面破坏体顶部的竖向压力；(3)计算掌子面塌方体重力；(4)计算滑裂面上的下滑力；(5)计算滑裂面上的抗滑力；(6)安全系数的确定。本发明解决了上软下硬等软硬不均地层稳定性评估难的问题，有利于提前采取应对措施；通过改变上部软地层的力学参数，可以得到围岩加固效果应满足的相关要求，从而保障隧道施工安全。
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公开(公告)号：CN108763749B
公开(公告)日：2019-10-01
申请号：CN201810524235.9
申请日：2018-05-28
Applicant: 湖南科技大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种判断不同富水程度和饱水时间下掌子面稳定性的方法。本发明方法主要包括如下步骤：对隧道掌子面处的围岩做室内试验，获取各富水程度以及饱水时间下的强度参数，并对围岩强度与富水程度以及饱水时间关系进行拟合；根据隧道埋深、开挖尺寸等参数，确定隧道埋深、开挖尺寸与破坏范围之间的几何关系；依据能量守恒原理，求得支护力表达式；然后结合强度折减法对围岩参数进行折减，使得支护力为零，则此时的折减系数即为掌子面稳定性系数；进一步可以得到不同富水程度以及饱水时间下掌子面稳定性系数。本发明为判断富水隧道掌子面稳定性提供了计算方法，据此可以评估不同富水程度下以及不同饱水时间下掌子面的安全性。
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公开(公告)号：CN108763749A
公开(公告)日：2018-11-06
申请号：CN201810524235.9
申请日：2018-05-28
Applicant: 湖南科技大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种判断不同富水程度和饱水时间下掌子面稳定性的方法。本发明方法主要包括如下步骤：对隧道掌子面处的围岩做室内试验，获取各富水程度以及饱水时间下的强度参数，并对围岩强度与富水程度以及饱水时间关系进行拟合；根据隧道埋深、开挖尺寸等参数，确定隧道埋深、开挖尺寸与破坏范围之间的几何关系；依据能量守恒原理，求得支护力表达式；然后结合强度折减法对围岩参数进行折减，使得支护力为零，则此时的折减系数即为掌子面稳定性系数；进一步可以得到不同富水程度以及饱水时间下掌子面稳定性系数。本发明为判断富水隧道掌子面稳定性提供了计算方法，据此可以评估不同富水程度下以及不同饱水时间下掌子面的安全性。
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公开(公告)号：CN107237644B
公开(公告)日：2018-11-06
申请号：CN201710520086.4
申请日：2017-06-30
Applicant: 湖南科技大学
IPC: E21D11/38
Abstract: 本发明公开了一种隧道仰拱三维突水破坏临界水压与临界厚度的确定方法。本发明主要是，首先计算仰拱三维突水破坏面尺寸之间的几何关系，然后分别计算水压外力功率、隔水层重力外力功率、内能耗散功率，最后根据外力功率等于内能耗散功率，确定在已知隔水层厚度时，仰拱突水破坏时的临界水压；或确定在已知含水层水压力时，隔水层的临界厚度。本发明为确定隧道仰拱突水破坏时的临界水压与临界厚度提供了计算方法；据此可以判断隧道仰拱是否突水、隔水层厚度是否满足要求，并为泄水降压提供依据，如高水压下，把水压降低到临界水压以下，则可以有效避免突水的发生；同时本发明的方法可以确定隧道仰拱突水破坏时三维破坏面形状。
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公开(公告)号：CN107330272A
公开(公告)日：2017-11-07
申请号：CN201710520089.8
申请日：2017-06-30
Applicant: 湖南科技大学
IPC: G06F19/00
Abstract: 本发明公开了一种隧道拱顶三维突水破坏临界水压与临界厚度的确定方法。本发明基于隧道拱顶临界突水破坏时，水压力做功功率与隔水层重力做功功率之和等于三维破裂面处的内能耗散功率，分别计算水压力外力功率、隔水层重力外力功率和内能耗散功率，构造含有水压外力功率、隔水层重力外力功率和内能耗散功率的泛函；根据变分法求极值的条件，并结合位移、应力边界条件以及能量守恒定律，确定在已知隔水层厚度时，拱顶突水破坏时的临界水压；或确定在已知含水层水压力时，隔水层的临界厚度；同时根据求得的破裂面函数，可以绘制突水时的三维破裂面形状图。本发明可以判断隧道拱顶是否突水、隔水层厚度是否满足要求，并为泄水降压提供依据。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107237644A
公开(公告)日：2017-10-10
申请号：CN201710520086.4
申请日：2017-06-30
Applicant: 湖南科技大学
IPC: E21D11/38
CPC classification number: E21D11/38
Abstract: 本发明公开了一种隧道仰拱三维突水破坏临界水压与临界厚度的确定方法。本发明主要是，首先计算仰拱三维突水破坏面尺寸之间的几何关系，然后分别计算水压外力功率、隔水层重力外力功率、内能耗散功率，最后根据外力功率等于内能耗散功率，确定在已知隔水层厚度时，仰拱突水破坏时的临界水压；或确定在已知含水层水压力时，隔水层的临界厚度。本发明为确定隧道仰拱突水破坏时的临界水压与临界厚度提供了计算方法；据此可以判断隧道仰拱是否突水、隔水层厚度是否满足要求，并为泄水降压提供依据，如高水压下，把水压降低到临界水压以下，则可以有效避免突水的发生；同时本发明的方法可以确定隧道仰拱突水破坏时三维破坏面形状。
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公开(公告)号：CN104500093B
公开(公告)日：2017-02-22
申请号：CN201410784757.4
申请日：2014-12-16
Applicant: 湖南科技大学
Abstract: 本发明公开了一种上软下硬地层大断面隧道支护结构中临时中墙定位方法，包括如下步骤：(1)应用结构力学中力法及初期支护受力特性，对上软下硬地层结构受力状态进行分析；①无中墙时隧道初期支护的受力状态分析；②无中墙时隧道初期支护拱脚的地基荷载；③有中墙时隧道初期支护的受力状态分析；④有中墙时隧道初期支护的地基荷载；(2)应用上述所得的受力状态分析，进一步探讨上软下硬地层结构受力机理；(3)应用地层模式结合软硬地层分界的具体位置及围岩软弱的情况，初步确定上、中、下各台阶的临时中墙设置与否。
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公开(公告)号：CN119203289A
公开(公告)日：2024-12-27
申请号：CN202311410411.3
申请日：2023-10-27
Applicant: 湖南科技大学
IPC: G06F30/13 , G06F30/20 , G06F119/02 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种评估斜井掌子面‑进尺段稳定性的计算方法。本发明主要是，首先计算斜井掌子面‑进尺段破坏面尺寸之间的几何与角度关系，确定掌子面‑进尺段各破坏块体速度关系，然后分别计算围岩重力外力功率、围岩内能耗散功率，计算稳定安全系数，并与允许稳定安全系数进行比较，判断斜井掌子面‑进尺段是否稳定安全。本发明为评估斜井掌子面‑进尺段的稳定性提供了计算方法；据此可以评价掌子面‑进尺段是否稳定安全；进而可以确定不同斜井开挖高度以及不同开挖进尺下的稳定安全系数，从而为斜井安全施工提供依据。
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公开(公告)号：CN117473628A
公开(公告)日：2024-01-30
申请号：CN202311565501.X
申请日：2023-11-22
Applicant: 湖南科技大学
IPC: G06F30/13 , G06F30/28 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种斜井近富水断层开挖掌子面‑进尺段稳定性的计算方法。本发明主要是，首先计算斜井掌子面‑进尺段破坏面尺寸之间的几何与角度关系，确定掌子面‑进尺段各破坏块体速度关系，然后分别计算断层水压力外力功率、围岩重力外力功率、围岩内能耗散功率，计算稳定安全系数，并与允许稳定安全系数进行比较，判断斜井掌子面‑进尺段是否稳定安全。本发明为评估斜井近富水断层开挖掌子面‑进尺段的稳定性提供了计算方法；据此可以评价掌子面‑进尺段是否稳定安全；进而可以确定斜井在不同断层富水程度、不同开挖进尺、不同开挖高度下掌子面‑进尺段稳定安全系数，以及获得与允许稳定安全系数对应的临界断层水压力，从而为斜井近富水断层安全施工以及泄水降压等提供依据。
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公开(公告)号：CN117313583A
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202311375781.8
申请日：2023-10-23
Applicant: 湖南科技大学
IPC: G06F30/28 , E21D11/10 , E21F16/02 , G06F30/13 , G06F113/08 , G06F119/06 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种断层上盘隧道开挖防突厚度与临界水压的确定方法。本发明主要是，首先计算断层上盘隧道破坏面尺寸之间的几何关系，然后分别计算断层水压力外力功率、围岩内能耗散功率，最后根据外力功率等于内能耗散功率，确定在已知隧道开挖到断层的距离时，断层突水破坏时的临界水压；或确定在已知断层水压力时，隧道距离断层的临界防突厚度。本发明为确定断层上盘隧道掌子面突水破坏时的临界水压与临界防突厚度提供了计算方法；据此可以评价断层上盘隧道开挖是否突水、防突厚度是否满足要求，并为泄水降压、注浆加固等治理措施提供依据，如高水压下，把水压降低到临界水压以下；或者注浆提高围岩自身强度，则可以有效避免突水的发生；同时本发明的方法可以确定不同断层倾角下上盘隧道开挖临界防突厚度以及临界水压。
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