本發明涉及安全風險評估技術領域，具體涉及一種管棚支護最優加固粘聚力計算方法。
背景技術：
在軟弱圍巖尤其是砂卵巖層中修建隧道時，由于巖土體粘聚力非常低、整體性差，存在較大的開挖時隧道坍塌的安全隱患。對此，選擇施作管棚進行注漿預加固巖土體是一種非常有效的防護措施，可以有效保證隧道后續開挖時圍巖的相對穩定，減少安全隱患。
對于管棚注漿加固的效果，現行設計研究等多關注其加固后巖土體的承載力，通過注漿結束后的現場取樣、實驗來測定其承載力等參數；而缺少對隧道后續開挖時管棚加固區及隧道拱頂變形，以及注漿加固對巖土體各參數影響的關注。關注管棚加固區及隧道拱頂變形可以有效降低隧道的安全風險；確定注漿加固對巖土體各參數影響可以幫助確定合理的注漿參數，輔助施工從而幫助控制隧道變形，降低隧道安全風險。這就需要一種考慮隧道開挖時管棚加固區變形控制的加固后巖土體參數的確定方法。
技術實現要素：
為了解決這些問題，本發明提出了一種管棚支護最優加固粘聚力計算方法，該方法從控制變形的角度出發，確定合理的管棚支護加固巖土體參數。
為達到上述目的，本發明的技術方案為：
一種管棚支護最優加固粘聚力計算方法，包括如下步驟：步驟1、由注漿鋼管面積比和注漿量系數確定管棚支護加固粘聚力增強系數；步驟2、在有限元軟件中建立有限元計算模型，輸入相應粘聚力增強系數所對應的土體參數進行有限元計算；步驟3、以有限元計算模型拱頂最大變形量作為評判標準，與設計允許的最大變形量進行對比，求出對應的安全系數；步驟4、根據安全性、經濟性原則得到最優粘聚力增強系數，進而得到最優加固粘聚力。
優選的，所述的步驟1中，設計n組管棚支護方案，每組支護方案包括兩個參數，即注漿鋼管面積比rp和注漿量系數δq，注漿鋼管面積比rp表示單位面積土體中所使用的鋼管面積與單位面積的比值，注漿量系數δq表示單位體積土體所注入漿液量與單位體積的比值，根據rp和δq確定管棚支護加固粘聚力增強系數kc＝1.0+rp×δq，n組管棚支護方案參數記為(rp1、δq1)、(rp2、δq2)、……、(rpn、δqn)，相應的粘聚力增強系數記為kc1,kc2,……,kcn。
優選的，所述的步驟2中，在有限元軟件midasgtsnx中建立管棚注漿加固有限元計算模型，根據粘聚力增強系數和初始粘聚力c0計算加固粘聚力c＝kc×c0；kc1,kc2,……,kc
聲明：
“管棚支護最優加固粘聚力計算方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：青島理工大學
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2025年07月09日 ~ 11日 
