(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210873896.9 (22)申请日 2022.07.25 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115081149 A (43)申请公布日 2022.09.20 (73)专利权人 交通运输部公路科 学研究所 地址 100088 北京市海淀区西土城路8号 (72)发明人 李雪峰　王华牢　 (74)专利代理 机构 北京盛询知识产权代理有限 公司 11901 专利代理师 张焱 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01)审查员 王宇莉 (54)发明名称 一种公路隧道让压支护结构可缩接头设置 方法 (57)摘要 本发明公开一种公路隧道让压支护结构可 缩接头设置方法， 包括步骤一： 确定初期让压支 护结构初始设计轮廓线； 步骤二： 确定隧道围岩 预留变形量； 步骤三： 确定可缩接头设计总滑移 量值及拟定可缩接头数量； 步骤四： 可缩接头位 置选取； 步骤五： 建立让压支护结构可缩接头性 能评估数值模型； 步骤六： 评估让压支护结构各 位置可缩接头滑移性能； 步骤七： 优化确定初期 让压支护结构中可缩接头的设置位置。 本发明所 述的设置方法技术难度适中， 可操作性强， 可随 时结合隧道施工过程中支护结构的变形监测结 果及施工揭露围岩力学及变形特征， 对让压支护 结构可缩接头位置及滑移量进行优化， 实现动态 设计， 可推广到各种形式让压结构可缩接头的设 计， 应用前 景广泛。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115081149 B 2022.11.11 CN 115081149 B 1.一种公路隧道让压支护结构可缩接 头设置方法， 其特 征在于包括以下步骤： 步骤一： 确定初期让压支护结构初始设计 轮廓线； 步骤二： 确定隧道围岩预留变形量； 步骤三： 确定可缩接 头设计总滑 移量值及拟定可缩接 头数量； 步骤四： 可缩接 头位置选取； 步骤五： 建立让压支护结构可缩接 头性能评估数值模型； 步骤六： 评估让压支护结构各位置可缩接 头滑移性能； 步骤七： 优化确定初期让压支护结构中可缩接 头的设置位置； 步骤一包括： S11、 确定二次衬砌结构厚度D1； S12、 确定初期让压支护结构的预留变形量Δr， 初期让压支护结构的预留变形量与围 岩预留变形量相等； S13、 确定初期让压支护结构变形 前内轮廓线； S14、 通过喷射混凝 土设计厚度D2确定初期让压支护结构变形 前外轮廓线； S15、 将喷射混凝 土截面高度中线作为初期让压支护结构初始设计 轮廓线； 步骤二包括： S21、 计算岩体 应力强度比GN， 并确定围岩变形等级S； 计算公式为 其中， Rcm为地层岩石单轴抗压强度， σmax为地层岩石单轴最大初始地应力值； GN为岩体 应力强度比； S22、 定义隧道断面高度H和断面 跨度B； S23、 确定公路隧道围岩预留变形量Δr； 步骤三包括： S31、 确定让压支护变形 前后断面高度H1和H2以及跨度B1和B2， 满足公式 其中， B1为让压支护变形前断面高度， B2为让压支护变形后断面高度； H1为让压支护变 形前跨度， H2为让压支护变形后跨度； Δr为围岩预留变形量； S32、 计算得到初期让压支护变形 前后截面中线的等效圆半径， 计算公式为 其中， R为让压支护截面中线的等效圆半径， B为让压支护断面高度； H为让压支护跨度； S33、 计算让压支护结构各 可缩接头的总设计滑 移量L， 计算公式为 其中， L为可缩接头的总设计滑移量L， R1为初期让压支护变形前截面中线的等效圆半 径， R2为初期让压支护变形后截面中线的等效圆的半径；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115081149 B 2S34、 根据围岩变形等级S确定可缩接 头数量NS； 步骤五包括： S51、 建立基于荷载 结构法的平面数值模型； S52、 施加竖向载荷QV和侧向载荷QH， 并定义侧压力系数 λ， 三 者关系为 S53、 布置可缩接 头。 2.根据权利要求1所述的公路隧道让压支护结构可缩接 头设置方法， 其特 征在于： 步骤S53中， 可缩接头数量为设计量的1.5 ‑1.75倍， 可缩接头的最大假定滑移量为设计 滑移量的1.2 ‑1.5倍。 3.根据权利要求1所述的公路隧道让压支护结构可缩接头设置方法， 其特征在于： 步骤 六包括： S61、 根据侧压力系数 λ对让压支护结构进行 逐级加载， 直到出现塑性破坏后； S62、 记录加载 过程中各 可缩接头随荷载增 加的滑移量变化； S63、 记录不同加载阶段下可缩接头滑移导致让压支护结构断面收缩后马蹄形的断面 跨度B和断面高度H， 并计算 等效圆半径R； S64、 确定各位置可缩接 头出现的滑 移的顺序和最终滑 移量； S65、 评价可缩接 头滑移性能。 4.根据权利要求3所述的公路隧道让压支护结构可缩接头设置方法， 其特征在于： 步骤 七包括： S71、 选取若干组可缩接 头的设置方案和模拟位置； S72、 根据选取的可缩接 头模拟位置和方案建模； S73、 对各组合的初期让压支护结构进行 逐级加载， 选取效果 最佳的方案； S74、 在隧道 施工过中根据前 方地质信息对初期让压支护结构接 头位置进行调整。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115081149 B 3