【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及隧道工程領域，具體涉及一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法及系統。
技術介紹
1、在現代城市建設中，隨著地鐵、地下通道等地下工程的大量開發，隧道與基坑工程的相互影響問題日益凸顯。特別是在密集的城市區域，隧道與基坑施工往往緊密相連，基坑開挖過程中產生的土體位移和應力往往會對臨近隧道結構的穩定性造成顯著影響，導致隧道發生變形甚至損壞。為了應對這一問題，工程界不斷探索有效的技術手段，以確保地下工程的安全與穩定。
2、隧道環外注漿技術作為一種有效的隧道變形糾偏方法，近年來在隧道工程領域得到了廣泛應用。該技術主要針對已經產生變形或位移的隧道段，通過注漿體向隧道環外空間注入高強度、可固化的注漿材料，利用注漿材料的膨脹力和固化后的支撐作用，對隧道進行主動或被動加固，有效糾正隧道變形，恢復其原有結構和功能。
3、然而，注漿過程不僅改變了隧道本身的受力狀態，還通過土體傳遞對緊鄰的基坑支護結構產生復雜影響。這種影響包括但不限于基坑支護結構的側向土壓力變化、支護結構的內力和變形等，直接關系到基坑工程的安全性和穩定性。因此，如何準確計算注漿作用下緊鄰基坑的側向土壓力，評估注漿對基坑支護結構的影響，成為當前隧道與基坑工程中亟待解決的關鍵技術問題。
4、現有技術中，通常基于傳統的土壓力理論，如庫侖土壓力理論和朗肯土壓力理論，對基坑支護結構側向土壓力進行計算。然而，這些理論具有明顯的不足之處。一是在注漿作用和基坑開挖后的土體特性計算方面存在一定的局限性，難以準確反映注漿作用下的側向土壓力變化；二是
5、目前，針對注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力的研究工作并不多，尚無具體的一種準確、可靠的隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法。
技術實現思路
1、針對現有技術中的缺陷，本專利技術提供了一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法及系統。
2、第一方面，本專利技術提供的一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，包括如下步驟：獲取隧道環外注漿體表面的集中力和土體的應力應變關系式；根據所述集中力，獲得注漿作用下支護樁側向附加應力；基于所述應力應變關系式，獲得支護樁的主動土壓力；通過所述側向附加應力和所述主動土壓力，獲得隧道環外注漿作用下緊鄰基坑的側向土壓力，所述側向土壓力滿足如下表達式：
3、,
4、其中，表示隧道環外土體深度處的注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力，表示土體深度處的注漿作用下支護樁土壓力，表示土體深度處的注漿作用下支護樁側向附加應力。本專利技術通過獲取隧道環外注漿體表面的集中力和土體的應力應變關系式，為土壓力計算提供了可靠的數據基礎，確保了計算結果的準確性；通過結合注漿作用下支護樁側向附加應力的計算，以及基于應力應變關系式的支護樁主動土壓力推導，全面考慮了注漿對土壓力的影響，提高了土壓力計算的全面性；通過利用側向附加應力和主動土壓力，計算出了隧道環外注漿作用下緊鄰基坑的側向土壓力，為基坑支護設計和施工提供了重要的參考依據，有助于保障隧道工程的安全性和穩定性；通過綜合考慮主動土壓力和注漿土壓力的共同作用，準確地反映了隧道環外注漿對基坑側向土壓力的實際影響；通過綜合考慮土體性質、注漿作用及基坑開挖等多種因素，使得計算結果更加貼近實際情況，有助于在設計和施工過程中更好地評估和控制基坑的穩定性。
5、可選地，所述根據所述集中力，獲得注漿作用下支護樁的側向附加應力包括：將環內注漿形成的注漿體簡化為一個矩形塊體，所述矩形塊體內部受到的注漿壓力均勻分布；將所述矩形塊體四個面的集中力代入明德林解的表達式中進行計算，得到四個計算結果；將所述四個計算結果進行相加處理，獲得注漿作用下支護樁的側向附加應力。本專利技術通過將注漿體簡化為均勻受力的矩形塊體，大大簡化了計算過程，提高了計算效率，同時保持了計算結果的準確性；利用明德林解的表達式來計算矩形塊體四個面的集中力對支護樁產生的側向附加應力，精確反映了注漿體對支護樁的影響；通過將四個面的計算結果相加，綜合得出注漿作用下支護樁的側向附加應力，確保了計算的全面性和準確性，為后續的土壓力計算提供了堅實的基礎。
6、可選地，所述側向附加應力滿足如下表達式：
7、,
8、其中，表示注漿作用下支護樁側向附加應力，表示注漿作用下注漿體左面集中力對支護樁產生的側向附加應力，表示注漿作用下注漿體上面集中力對支護樁產生的側向附加應力，表示注漿作用下注漿體右面集中力對支護樁產生的側向附加應力，表示注漿作用下注漿體下面集中力對支護樁產生的側向附加應力。本專利技術通過明確注漿體各個面集中力對支護樁側向附加應力的貢獻，使得計算過程更加清晰、有條理；通過求和的方式，將各個方向上的側向附加應力整合為一個統一的數值，便于后續的分析和應用；該表達式不僅適用于特定的注漿體和支護樁條件，還具有一定的通用性，有助于提升工程設計和施工的安全性、可靠性。
9、可選地，所述基于所述應力應變關系式，獲得支護樁的主動土壓力包括：基于所述應力應變關系式，建立開挖作用引起的支護樁位移與應變之間的關系式；根據所述關系式，獲得開挖作用下支護樁的主動土壓力。本專利技術通過構建開挖作用引起的支護樁位移與應變之間的關系式，精確地量化了支護樁在開挖過程中的變形情況，為后續的土壓力計算提供了可靠的基礎；通過利用該支護樁位移與應變之間的關系式，推導出開挖作用下支護樁所承受的主動土壓力，確保了計算結果的準確性；通過將支護樁的位移、應變與主動土壓力緊密聯系起來，形成一個完整的力學分析體系，有助于全面理解支護樁在開挖過程中的受力特性和變形規律。
10、可選地，所述主動土壓力的表達式如下：
11、,
12、其中，表示土體深度處的開挖作用下支護樁的主動土壓力，表示土體重度，表示靜止土壓力系數，表示土體深度處的土體影響范圍，表示土體泊松比，、表示土體材料常數，表示土體深度處開挖作用引起的支護樁位移，所述支護樁位移滿足如下函數關系：
13、,
14、其中，表示土體深度處的開挖作用引起的支護樁位移，、、表示函數系數，所述函數系數的確定方法包括間接法和直接法；所述間接法根據支護結構的變形經驗，結合支護樁允許的變形最大值，進行數據擬合，確定所述函數系數；所述直接法根據開挖至某一階段的監測數據，進行數據擬合，確定所述函數系數。本專利技術通過將土體深度、土體重度、靜止土壓力系數、土體影響范圍、土體泊松比、土體材料常數以及開挖引起的支護樁位移參數納入計算范疇，全面反映了開挖作用下支護樁主動土壓力的復雜性；通過準確計算出不同深度處支護樁所承受的主動土壓力，為支護結構的設計和施工提供了重要依據；通過該表達式，不僅豐富了土壓力計算的理論體系，也為相關土體工程問題的求解提供了新的思路和方本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，其特征在于，所述根據所述集中力，獲得注漿作用下支護樁的側向附加應力包括：
3.根據權利要求2所述的一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，其特征在于，所述側向附加應力滿足如下表達式：
4.根據權利要求1所述的一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，其特征在于，所述基于所述應力應變關系式，獲得支護樁的主動土壓力包括：
5.根據權利要求4所述的一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，其特征在于，所述主動土壓力的表達式如下：
6.根據權利要求1所述的一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，其特征在于，所述通過所述側向附加應力和所述主動土壓力，獲得隧道環外注漿作用下緊鄰基坑的側向土壓力包括：
7.根據權利要求6所述的一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，其特征在于，所述通過所述主動土壓力，獲得注漿土壓力包
8.根據權利要求7所述的一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，其特征在于，所述注漿土壓力的表達式如下：
9.一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算系統，所述系統使用權利要求1至8任意一項所述的一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，其特征在于，所述系統包括輸入設備、處理器、輸出設備和存儲器，所述輸入設備、所述處理器、所述輸出設備和所述存儲器相互連接，其中，所述存儲器用于存儲計算機程序，所述計算機程序包括程序指令，所述處理器被配置用于調用所述程序指令。
...【技術特征摘要】
1.一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，其特征在于，所述根據所述集中力，獲得注漿作用下支護樁的側向附加應力包括：
3.根據權利要求2所述的一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，其特征在于，所述側向附加應力滿足如下表達式：
4.根據權利要求1所述的一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，其特征在于，所述基于所述應力應變關系式，獲得支護樁的主動土壓力包括：
5.根據權利要求4所述的一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，其特征在于，所述主動土壓力的表達式如下：
6.根據權利要求1所述的一種隧道環外注漿作用下緊鄰基坑側向土壓力計算方法，其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣亞龍，林釗睿，梁榮柱，徐長節，李鴻峰，羅程，姚鴻梁，石鈺鋒，耿大新，
申請(專利權)人：華東交通大學，
類型：發明
國別省市：
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