本發(fā)明涉及隧道工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于淺埋隧道的圍巖壓力計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

圍巖壓力是巖體受擾動(dòng)產(chǎn)生應(yīng)力重分配過程中的圍巖變形受到支護(hù)結(jié)構(gòu)的阻擋而在支護(hù)與圍巖的接觸面上所產(chǎn)生的壓力，它直接影響到隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工方法的選擇。淺埋隧道由于埋深較淺，開挖所造成的影響將更為直接的影響到地表及周邊建筑。

隧道開挖引起的圍巖壓力受多種因素的影響，不僅與巖體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、巖石物理力學(xué)性質(zhì)、地下水、初始地應(yīng)力等地質(zhì)因素有關(guān)，還與洞室形狀、尺寸大小、開挖施工方法、支護(hù)形式等工程活動(dòng)造成的人為因素有關(guān)。在隧道工程實(shí)踐中，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)隧道開挖引起的圍巖壓力對(duì)于隧道施工的順利推進(jìn)有重要意義。

經(jīng)驗(yàn)公式法是目前應(yīng)用廣泛和發(fā)展較為成熟的確定圍巖壓力方法，它是以大量實(shí)際工程資料為基礎(chǔ)，按不同圍巖級(jí)別提出的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，它便于工程技術(shù)人員方便快捷地求得圍巖壓力的大小和分布模式。如目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣的《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》、《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》中的圍巖壓力計(jì)算公式就是依據(jù)大量以往工程實(shí)例分析得到經(jīng)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算求得圍巖壓力。但是經(jīng)驗(yàn)公式法還是存在一些局限性：經(jīng)驗(yàn)公式法中的計(jì)算參數(shù)取值所參考的工程實(shí)例只能代表有限的工程地質(zhì)情況，且隨著設(shè)計(jì)與施工技術(shù)水平的發(fā)展進(jìn)步，隧道施工地質(zhì)條件越來越復(fù)雜，工程實(shí)際中的工程地質(zhì)條件有其特殊性，在這種情況下采用傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)公式法無法得到較為準(zhǔn)確的圍巖壓力值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服采用經(jīng)驗(yàn)公式法確定隧道圍巖壓力時(shí)，所依據(jù)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)并不能很好的代表隧道的力學(xué)性質(zhì)，因此采用傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)公式法無法得到準(zhǔn)確的圍巖壓力值的技術(shù)問題，提供一種用于淺埋隧道的圍巖壓力計(jì)算方法，該方法通過分析雙側(cè)壁導(dǎo)坑法隧道施工中側(cè)壁圍巖的收斂變形與圍巖壓力之間的關(guān)系，建立結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反算求得圍巖壓力，相較于現(xiàn)有依賴經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的計(jì)算方法，更準(zhǔn)確、更能代表隧道的實(shí)際圍巖壓力，且隧道的收斂變形數(shù)據(jù)更易獲得、計(jì)算方便精確。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種用于淺埋隧道的圍巖壓力計(jì)算方法，包括以下步驟：

(1)選取圍巖的收斂變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)：對(duì)采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工的隧道進(jìn)行研究分析，選取按開挖順序最先開挖的導(dǎo)洞上的點(diǎn)為收斂變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)；

(2)在監(jiān)測(cè)點(diǎn)構(gòu)造結(jié)構(gòu)力學(xué)模型；按實(shí)際先行開挖導(dǎo)洞處構(gòu)造結(jié)構(gòu)力學(xué)模型；

(3)推導(dǎo)收斂變形與圍巖壓力之間的計(jì)算關(guān)系式；

(4)將工程實(shí)際數(shù)據(jù)與收斂監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)帶入步驟(3)的關(guān)系式中，分別計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)左、右兩側(cè)的位移量，及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的收斂變形；

(5)計(jì)算得出圍巖計(jì)算摩擦角與圍巖壓力；

該方法通過分析雙側(cè)壁導(dǎo)坑法隧道施工中側(cè)壁圍巖的收斂變形與圍巖壓力之間的關(guān)系，建立結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反算求得水平圍巖壓力與垂直圍巖壓力，相較于現(xiàn)有依賴經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的計(jì)算方法，更準(zhǔn)確、更能代表隧道的實(shí)際圍巖壓力，且隧道的收斂變形數(shù)據(jù)更易獲得、計(jì)算方便精確。

作為優(yōu)選，步驟(2)中選取左導(dǎo)坑上臺(tái)階或右導(dǎo)坑上臺(tái)階進(jìn)行分析，構(gòu)造力學(xué)模型。根據(jù)實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，最先開挖的左導(dǎo)坑或右導(dǎo)坑上臺(tái)階施工后，其收斂變形一周內(nèi)穩(wěn)步增加，一周后收斂速度放緩，兩周之后基本穩(wěn)定，因此可以取左導(dǎo)坑與右導(dǎo)坑掌子面中間的一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，一到兩周內(nèi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定之后的其收斂變形能代表圍巖壓力作用產(chǎn)生的變形收斂。

作為優(yōu)選，建立模型時(shí)做以下假設(shè)：將左導(dǎo)坑上臺(tái)階或右導(dǎo)坑上臺(tái)階視為扇形；上臺(tái)階右壁及圓拱部分簡(jiǎn)化為剛性材料；簡(jiǎn)化模型各節(jié)點(diǎn)視為剛性連接。

作為優(yōu)選，將監(jiān)測(cè)點(diǎn)兩側(cè)分別視為超靜定梁和超靜定拱進(jìn)行分析，分別計(jì)算超靜定梁和超靜定拱的位移量來得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的收斂變形。

作為優(yōu)選，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的超靜定梁的位移計(jì)算包括以下步驟：

(1)首先分析超靜定梁所受荷載：超靜定梁所受荷載q_l為水平荷載q_s和垂直荷載q_c在垂直于梁方向的分量之和，即q_l＝q_s·sinα+q_c·cosα，并將荷載q_l分為均布荷載q_l1、線性荷載q_l2，其中α為扇形的兩半徑之間的夾角；由于梁兩端為固結(jié)，不受軸向荷載影響，故只考慮水平荷載和垂直荷載在垂直于梁方向荷載的作用；

(2)分別列出荷載q_l1、q_l2的計(jì)算式；

(3)利用結(jié)構(gòu)力學(xué)的力法原理計(jì)算超靜定梁上的彎矩計(jì)算式；

(4)結(jié)合荷載和彎矩計(jì)算式分別得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)受荷載q_l1、q_l2的位移計(jì)算式，將實(shí)測(cè)的隧道壓力數(shù)據(jù)帶入計(jì)算式，分別得到荷載的位移量；

(5)得到超靜定梁的總位移量ω_l。

作為優(yōu)選，上述步驟(2)中計(jì)算時(shí)：將沿超靜定梁的方向定義為x方向，與其垂直方向?yàn)閥方向；

(1)計(jì)算q_l1時(shí)：

按結(jié)構(gòu)力學(xué)的力法原理計(jì)算超靜定梁在x方向上任意位置的彎矩：

式中r為扇形的半徑，M(x)為x方向的彎矩；

根據(jù)材料力學(xué)中彎矩與撓度的關(guān)系式：其中EI為常數(shù)，ω為變形量；

對(duì)彎矩求二重積分得到：

ω_l1(x)·EI＝∫∫[M(x)dx]dx+C₁x+D₁，式中ω_l1(x)為監(jiān)測(cè)點(diǎn)受q_l1荷載在y方向上的位移量，由于梁與拱為固結(jié)，所以ω(0)＝0、ω(r)＝0，代入上式計(jì)算可得：

而q_l1＝q_c·cosα+e₁sinα，其中e₁為隧道頂水平側(cè)壓力/kPa，得出q_l1的值，進(jìn)而得出在荷載q_l1作用下超靜定梁的位移量ω_l1；

(2)計(jì)算q_l2的值：

按結(jié)構(gòu)力學(xué)的力法原理計(jì)算超靜定梁上任意位置x處的彎矩：

對(duì)彎矩求二重積分可得：

式中ω_l2(x)為監(jiān)測(cè)點(diǎn)受q_l2荷載在y方向上的位移量；而q_l2＝(e₂-e₁)·sinα，式中e₂為隧道底水平側(cè)壓力/kPa，得出在荷載q_l2作用下超靜定梁的位移量；

該計(jì)算過程中，q_l1、q_l2的位移量均由實(shí)測(cè)隧道數(shù)據(jù)反算得出，即將實(shí)測(cè)的e₁隧道頂水平側(cè)壓力、e₂隧道底水平側(cè)壓力帶入推導(dǎo)公式中，得到荷載q_l1和q_l2值，進(jìn)而分別得到超靜定梁受荷載q_l1、q_l2的位移量，得到超靜定梁的位移量，為計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移量打下基礎(chǔ)，實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)來計(jì)算的超靜定梁的位移量較傳統(tǒng)依靠經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算的方式更為準(zhǔn)確可靠，適應(yīng)性更廣。

作為優(yōu)選，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的超靜定拱的位移計(jì)算包括以下步驟：

(1)將超靜定拱所受水平方向荷載分解為均布荷載q₁、線性荷載q₂，還包括豎直方向的荷載q₃；將超靜定拱與水平面的交點(diǎn)受到的水平方向的約束荷載記為x₃，豎直方向荷載記為x₂，該交點(diǎn)收到的扭矩記為x₁；

(2)根據(jù)超靜定拱與水平面的交點(diǎn)為剛性連接節(jié)點(diǎn)，得出該交點(diǎn)在三個(gè)方向上的單位荷載作用下的位移關(guān)系；

(3)列出超靜定拱與水平面的交點(diǎn)在三個(gè)方向荷載作用下的位移關(guān)系式；

(4)列出超靜定拱上任意點(diǎn)的彎矩計(jì)算式；

(5)由于梁與拱為固結(jié)，將坐標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)帶入上式得到超靜定拱的位移量ω_g。

作為優(yōu)選，上述步驟(2)中根據(jù)模型的剛性連接點(diǎn)可得出：

式中Δ_iq為由荷載q產(chǎn)生的沿x_i方向的位移，δ_ij為由單位力x_j＝1產(chǎn)生的沿x_i方向的位移，其中i＝1、2或3，j＝1、2或3，且根據(jù)該剛性連接點(diǎn)的特性，δ₁₂＝δ₂₁、δ₁₃＝δ₃₁、δ₂₃＝δ₃₂；

而計(jì)算超靜定拱任意點(diǎn)的位移δ_ij時(shí)：

式中r為扇形半徑，α為扇形的兩半徑之間的夾角；

而分別計(jì)算在荷載q₁、q₂、q₃作用下的位移Δ_iq：

利用上式可求得荷載q₁、q₂、q₃作用下的約束x₁、x₂、x₃，然后可求得拱上任意點(diǎn)的彎矩：

，

對(duì)彎矩M(x)求二重積分可得：

式中(即為0到α之間的一個(gè)值)，C₂為、D₂為對(duì)彎矩求二重積分過程中產(chǎn)生的常系數(shù)；

將ω(0)＝0、ω(α)＝0代入上式，可求得C₂、D₂，得出超靜定拱的位移量ω_g。

作為優(yōu)選，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的收斂變形為超靜定梁與超靜定拱的位移變形之和：ω＝ω_l·sinα+ω_g。

作為優(yōu)選，計(jì)算摩擦角時(shí)：

(1)首先判斷隧道是否為淺埋隧道，根據(jù)收斂變形ω及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)確定圍巖級(jí)別；

(2)為淺埋隧道時(shí)，計(jì)算其垂直圍巖壓力q：式中q為垂直均布荷載/kN·m^-2，γ為隧道上覆圍巖重度/kN·m^-3；H為隧道埋深/m；B_t為坑道寬度/m，λ為側(cè)壓力系數(shù)，θ為圍巖摩擦角/°；

(3)其中，側(cè)壓力系數(shù)λ：

式中：β為破裂面與水平面的夾角/°，為圍巖計(jì)算摩擦角/°，進(jìn)而得出：

水平側(cè)壓力為：

式中H為隧道埋深/m，h為隧道高度/m；

(4)根據(jù)圍巖級(jí)別按規(guī)范推薦取值得到γ、和λ值，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算得到θ度數(shù)，最終求得水平圍巖壓力與垂直圍巖壓力。

根據(jù)隧道實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)得到的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的收斂變形量來確定圍巖級(jí)別，并由圍巖級(jí)別根據(jù)規(guī)范推薦取值得到相關(guān)系數(shù)及圍巖計(jì)算摩擦角數(shù)值，帶入水平圍巖壓力和垂直圍巖壓力的計(jì)算式得到壓力值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

該計(jì)算方法通過分析雙側(cè)壁導(dǎo)坑法隧道施工中側(cè)壁圍巖的收斂變形與圍巖壓力之間的關(guān)系，建立結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反算求得水平圍巖壓力與垂直圍巖壓力，相較于現(xiàn)有依賴經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的計(jì)算方法，更準(zhǔn)確、更能代表隧道的實(shí)際圍巖壓力，且隧道的收斂變形數(shù)據(jù)更易獲得、計(jì)算方便精確。

附圖說明：

圖1為現(xiàn)有雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工示意圖。

圖2為本發(fā)明左導(dǎo)坑上臺(tái)階簡(jiǎn)化模型圖。

圖3超靜定梁受到的水平方向荷載的模型圖。

圖4超靜定梁受到的垂直荷載的模型圖。

圖5超靜定拱受到的水平方向荷載模型圖。

圖6超靜定拱受到的垂直荷載模型圖。

圖7超靜定梁荷載計(jì)算模型圖。

圖8超靜定拱荷載計(jì)算模型圖。

圖中標(biāo)記：1-左導(dǎo)坑上臺(tái)階，2-左導(dǎo)下臺(tái)階，3-右導(dǎo)坑上臺(tái)階，4-右導(dǎo)下臺(tái)階，5-中導(dǎo)坑上臺(tái)階，6-中導(dǎo)坑下臺(tái)階，7-左導(dǎo)坑上臺(tái)階收斂觀測(cè)點(diǎn)，8-上下臺(tái)階分界線，9-第一層初期支護(hù)，10-第二層初期支護(hù)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合試驗(yàn)例及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例

如圖1至圖8所示，本實(shí)施例以某城市公路隧道為例進(jìn)行計(jì)算，隧道埋深為7.21m～13.45m，隧道寬12m，隧道洞身為Ⅴ級(jí)圍巖，采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法分部開挖，該隧道的圍巖壓力計(jì)算方法包括以下步驟：

(1)選取圍巖的收斂變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)：如圖1所示，將隧道分為6個(gè)部分依次進(jìn)行開挖，分別為左導(dǎo)坑上臺(tái)階1、左導(dǎo)坑下臺(tái)階2、右導(dǎo)坑上臺(tái)階3、右導(dǎo)坑下臺(tái)階4、中導(dǎo)坑上臺(tái)階5、中導(dǎo)坑下臺(tái)階6和上下臺(tái)階分界線8，本實(shí)施例選取左導(dǎo)坑上臺(tái)階收斂觀測(cè)點(diǎn)7為檢測(cè)位置，在施工過程中設(shè)有外層的第一層初期支護(hù)9、內(nèi)層的第二層初期支護(hù)10，本實(shí)施例選取圖中①部開挖導(dǎo)洞后，選取按開挖導(dǎo)洞掌子面上的點(diǎn)為收斂變形的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，該導(dǎo)洞的開挖寬度為5.16m，即隧道寬度B_t＝5.16m，按荷載等效高度的判定該隧道為淺埋還是深埋隧道：

H_p＝(2～2.5)h_q，式中H_p為淺埋隧道分界深度/m，h_q荷載等效高度/m，且h_q＝0.45×2^s-1ω，其中S為圍巖級(jí)別、本實(shí)施例S＝5，ω為寬度影響系數(shù)，ω＝1+i(B-5)，B為隧道寬度/m，本實(shí)施例為B_t＝5.16m，i為B每增減1m時(shí)的圍巖壓力增減率，以B＝5m的圍巖垂直均布?jí)毫闇?zhǔn)，當(dāng)B<5m時(shí)，取i＝0.2；B>5m時(shí)，取i＝0.1；由于為Ⅴ級(jí)圍巖，H_p＝2.5h_q，因此得到：

h_q＝0.45×2^s-1ω＝7.32m，H_p＝2.5h_q＝18.29m，因此該隧道為淺埋隧道。

(2)在該監(jiān)測(cè)點(diǎn)構(gòu)造結(jié)構(gòu)力學(xué)模型：

建立模型時(shí)做以下假設(shè)：將左導(dǎo)坑上臺(tái)階視為扇形；上臺(tái)階右壁及圓拱部分簡(jiǎn)化為剛性材料；簡(jiǎn)化模型各節(jié)點(diǎn)視為剛性連接。

因此，如圖2所示，將監(jiān)測(cè)點(diǎn)兩側(cè)分別視為超靜定梁和超靜定拱進(jìn)行分析，分別計(jì)算超靜定梁和超靜定拱的位移量來得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的收斂變形。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)的超靜定梁的位移計(jì)算包括以下步驟：

1)如圖3和圖4所示，首先分析超靜定梁所受荷載：超靜定梁所受荷載q_l為水平荷載q_s和垂直荷載q_c在垂直于梁方向的分量之和，即q_l＝q_s·sinα+q_c·cosα，并將荷載q_l分為均布荷載q_l1、線性荷載q_l2，其中α為扇形的兩半徑之間的夾角；由于梁兩端為固結(jié)，不受軸向荷載影響，故只考慮水平荷載和垂直荷載在垂直于梁方向荷載的作用；

2)分別列出荷載q_l1、q_l2的計(jì)算式：

計(jì)算q_l1時(shí)：

如圖3和圖4所示，按結(jié)構(gòu)力學(xué)的力法原理計(jì)算超靜定梁在x方向上任意位置的彎矩：式中r為扇形的半徑，M(x)為x方向的彎矩；

根據(jù)材料力學(xué)中彎矩與撓度的關(guān)系式：其中EI為常數(shù)，ω為變形量；

對(duì)彎矩求二重積分得到：

ω_l1(x)·EI＝∫∫[M(x)dx]dx+C₁x+D₁，式中ω_l1(x)為監(jiān)測(cè)點(diǎn)受q_l1荷載在y方向上的位移量，由于梁與拱為固結(jié)，所以ω(0)＝0、ω(r)＝0，代入上式計(jì)算可得：

而q_l1＝q_c·cosα+e₁ sinα，其中e1為隧道頂水平側(cè)壓力/kPa，得出q_l1的值，進(jìn)而得出在荷載q_l1作用下超靜定梁的位移量ω_l1；

計(jì)算q_l2的值：

按結(jié)構(gòu)力學(xué)的力法原理計(jì)算超靜定梁上任意位置x處的彎矩：

對(duì)彎矩求二重積分可得：

式中ω_l2(x)為監(jiān)測(cè)點(diǎn)受q_l2荷載在y方向上的位移量；而q_l2＝(e₂-e₁)·sinα，式中e₂為隧道底水平側(cè)壓力/kPa，得出在荷載q_l2作用下超靜定梁的位移量，進(jìn)而得到超靜定梁的總位移量ω_l。

而監(jiān)測(cè)點(diǎn)的超靜定拱的位移計(jì)算包括以下步驟：

(a)如圖5至圖8所示，將超靜定拱所受水平方向荷載分解為均布荷載q₁、線性荷載q₂，還包括豎直方向的荷載q₃；將超靜定拱與水平面的交點(diǎn)受到的水平方向的約束荷載記為x₃，豎直方向荷載記為x₂，該交點(diǎn)收到的扭矩記為x₁；

(b)根據(jù)超靜定拱與水平面的交點(diǎn)為剛性連接節(jié)點(diǎn)的特性，得出該交點(diǎn)在三個(gè)方向上的單位荷載作用下的位移關(guān)系：

根據(jù)剛性連接點(diǎn)可得出：

式中Δ_iq為由荷載q產(chǎn)生的沿x_i方向的位移，δ_ij為由單位力x_j＝1產(chǎn)生的沿x_i方向的位移，其中i＝1、2或3，j＝1、2或3，且根據(jù)該剛性連接點(diǎn)的特性，δ₁₂＝δ₂₁、δ₁₃＝δ₃₁、δ₂₃＝δ₃₂；

而計(jì)算超靜定拱任意點(diǎn)的位移δ_ij時(shí)：

式中r為扇形半徑，α為扇形的兩半徑之間的夾角；

而分別計(jì)算在荷載q₁、q₂、q₃作用下的位移Δ_iq：

利用上式可求得荷載q₁、q₂、q₃作用下的約束x₁、x₂、x₃，然后可求得拱上任意點(diǎn)的彎矩：

，對(duì)彎矩M(x)求二重積分可得：

式中C₂為、D₂為對(duì)彎矩求二重積分過程中產(chǎn)生的常系數(shù)；

將ω(0)＝0、ω(α)＝0代入上式，可求得C₂、D₂，得出超靜定拱的位移量ω_g，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的收斂變形為超靜定梁與超靜定拱的位移變形之和：ω＝ω_l·sinα+ω_g；

判斷隧道為淺埋隧道時(shí)，計(jì)算其垂直圍巖壓力q：式中q為垂直均布荷載/kN·m^-2，γ為隧道上覆圍巖重度/kN·m^-3；H為隧道埋深/m；B_t為坑道寬度/m，λ為側(cè)壓力系數(shù)，θ為圍巖摩擦角/°；

其中，側(cè)壓力系數(shù)λ：

式中：β為破裂面與水平面的夾角/°，為圍巖計(jì)算摩擦角/°，進(jìn)而得出：

水平側(cè)壓力為：

式中H為隧道埋深/m，h為隧道高度/m；

將本實(shí)施例的數(shù)據(jù)帶入得到，開挖過程中的累計(jì)變形ω(x)＝15.5mm，隧道埋深H＝13.31m，EI＝7.354×10⁶N·m²，而隧道為Ⅴ級(jí)圍巖，按規(guī)范推薦取值，隧道上覆圍巖重度γ＝19kN·m^-3，參考設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算可得模型右壁與水平面夾角θ＝71.68°，代入上述計(jì)算式求得：

λ＝0.19，q＝199.41kPa，e₁＝47.35kPa，e₂＝17.22kPa，

公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范中Ⅴ級(jí)圍巖計(jì)算摩擦角的建議取值區(qū)間為40°～50°，下表為分別取40°、45°、50°時(shí)根據(jù)規(guī)范計(jì)算求得的垂直圍巖壓力和水平圍巖壓力值：

由該表可以看到，由本方案的計(jì)算方法求得的圍巖壓力在按《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算結(jié)果范圍內(nèi)，證明該方法可行，且精確度較高。

本實(shí)施例的計(jì)算方法通過分析雙側(cè)壁導(dǎo)坑法隧道施工中側(cè)壁圍巖的收斂變形與圍巖壓力之間的關(guān)系，建立結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反算求得水平圍巖壓力與垂直圍巖壓力，相較于現(xiàn)有依賴經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的計(jì)算方法，更準(zhǔn)確、更能代表隧道的實(shí)際圍巖壓力，且隧道的收斂變形數(shù)據(jù)更易獲得、計(jì)算方便精確。

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。