隧道工程課件第9講隧道支護結構設計計算方法的基本原理-wenkub
2023-01-22 22:44:42 本頁面
【正文】 巖壓力及分類 第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 (一 )圍巖壓力概念 廣義概念：圍巖壓力是指引起地下開挖空間周圍巖體和支護變形或破壞的作用力 。 一方面圍巖本身由于支護結構提供了一定的支護阻力 ， 從而引起它的應力調(diào)整達到新的平衡；另一方面 ， 由于支護結構阻止圍巖變形 ，它必然要受到圍巖給予的反作用力而發(fā)生變形 。 第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 襯砌在承受巖體所給的主動壓力作用產(chǎn)生彈性變形的同時 ， 將受到地層對其變形的約束作用 。 壓力線理論認為 ， 地下結構是由一些剛性塊組成的拱形結構 ， 所受的主動荷載是地層壓力 ， 當?shù)叵陆Y構處于極限平衡狀態(tài)時 ， 它是由絕對剛體組成的三鉸拱靜定體系 ， 鉸的位置分別假設在墻底和拱頂 ，其內(nèi)力可按靜力學原理進行計算 。 只要符合上述條件，任何計算方法都會獲得合理的結果。 第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 地下工程支護結構理論的一個重要問題是如何確定作用在地下結構的荷載以及如何考慮圍巖的承載能力。 第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 二、彈性結構階段 按 彈性連續(xù)拱形框架 用超靜定結構力學方法計算結構內(nèi)力 。 地層對襯砌變形的約束作用力就稱之為 彈性反力 。 這種反作用力和圍巖的松動壓力極不相同 ， 它是支護結構與圍巖共同變形過程中對支護結構施加的壓力 ， 稱為形變壓力 。 它包括由地應力引起的圍巖應力以及圍巖變形受阻而作用在支護結構上的作用力 。 第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 拱頂坍塌、冒落 水平巖層 傾斜巖層 第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 水平巖層冒落 傾斜巖層掉塊、塌落 高邊墻坍塌 第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 裂隙巖體頂部掉塊 第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 形變壓力是由于圍巖變形受到與之密貼的支護如錨噴支護等的抑制 ， 而使圍巖與支護結構共同變形過程中 ， 圍巖對支護結構施加的接觸壓力 。 上述松動壓力 、 形變壓力往往同時存在 ， 難以嚴格區(qū)分 。 在成拱過程中形成的相對穩(wěn)定的拱形坍腔結構 ， 成為自然拱或坍落拱 。 第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 (二 )確定圍巖松動壓力的方法 ?現(xiàn)場實地量測 ：按目前的量測手段和技術水平來看量測的結果尚不能充分反映真實情況 。 視巖體為散粒體 。 具體表達式為： fbh tk ?式中 hk—— 自然拱高度； bt—— 自然拱的半跨度。 KtgbV ??0???0???tgbV ?如以 ＝ f 代入，得 0?tg fbV ?? ??????? ???????? ?? 24521 02 ??? tgHe tv側向均布壓力則仍按朗金公式計算： 第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 式中 ω—— 寬度影響系數(shù) ， ω=1+i(B5) B—— 坑道寬度 ， 以 m計； i—— B每增加 1m時 ， 圍巖壓力的增減率 (以 B＝5m為基準 )， 當 B＜ 5m時取 i=， B＞ 5m時 ， 取 i＝。 第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 (2)淺埋隧道
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