本发明涉及安全风险评估技术领域，具体涉及一种管棚支护最优加固粘聚力计算方法。
背景技术：
在软弱围岩尤其是砂卵岩层中修建隧道时，由于岩土体粘聚力非常低、整体性差，存在较大的开挖时隧道坍塌的安全隐患。对此，选择施作管棚进行注浆预加固岩土体是一种非常有效的防护措施，可以有效保证隧道后续开挖时围岩的相对稳定，减少安全隐患。
对于管棚注浆加固的效果，现行设计研究等多关注其加固后岩土体的承载力，通过注浆结束后的现场取样、实验来测定其承载力等参数；而缺少对隧道后续开挖时管棚加固区及隧道拱顶变形，以及注浆加固对岩土体各参数影响的关注。关注管棚加固区及隧道拱顶变形可以有效降低隧道的安全风险；确定注浆加固对岩土体各参数影响可以帮助确定合理的注浆参数，辅助施工从而帮助控制隧道变形，降低隧道安全风险。这就需要一种考虑隧道开挖时管棚加固区变形控制的加固后岩土体参数的确定方法。
技术实现要素：
为了解决这些问题，本发明提出了一种管棚支护最优加固粘聚力计算方法，该方法从控制变形的角度出发，确定合理的管棚支护加固岩土体参数。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种管棚支护最优加固粘聚力计算方法，包括如下步骤：步骤1、由注浆钢管面积比和注浆量系数确定管棚支护加固粘聚力增强系数；步骤2、在有限元软件中建立有限元计算模型，输入相应粘聚力增强系数所对应的土体参数进行有限元计算；步骤3、以有限元计算模型拱顶最大变形量作为评判标准，与设计允许的最大变形量进行对比，求出对应的安全系数；步骤4、根据安全性、经济性原则得到最优粘聚力增强系数，进而得到最优加固粘聚力。
优选的，所述的步骤1中，设计n组管棚支护方案，每组支护方案包括两个参数，即注浆钢管面积比rp和注浆量系数δq，注浆钢管面积比rp表示单位面积土体中所使用的钢管面积与单位面积的比值，注浆量系数δq表示单位体积土体所注入浆液量与单位体积的比值，根据rp和δq确定管棚支护加固粘聚力增强系数kc＝1.0+rp×δq，n组管棚支护方案参数记为(rp1、δq1)、(rp2、δq2)、……、(rpn、δqn)，相应的粘聚力增强系数记为kc1,kc2,……,kcn。
优选的，所述的步骤2中，在有限元软件midasgtsnx中建立管棚注浆加固有限元计算模型，根据粘聚力增强系数和初始粘聚力c0计算加固粘聚力c＝kc×c0；kc1,kc2,……,kc
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声明：
“管棚支护最优加固粘聚力计算方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色网
来源：青岛理工大学
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2025年05月08日 ~ 10日 
