新奧法隧道結構設計隧道工程(6)荷載計算-預覽頁
【正文】 L－ (1＋ a) 式中： L－ 隧道未支護地段的長度； a－ 視圍巖情況在 0～ 1之間變化，好的巖體可取 a =0。 Jr:節(jié)理粗糙度，節(jié)理愈光滑， Jr取值愈小 。 第 II類：與地質構造有關的要素。 ⑵ 以巖體構造、巖性特征為代表的分級方法： ① 這類分類法以泰沙基分類法為代表 這類分類法是在早期提出的，限于當時的條件，僅把不同巖性、不同構造條件對圍巖分類，這類分類法曾長期被各國采用，至今仍有廣泛的影響。 ⑶ 以地質勘探手段相聯系的分類方法： ① 按彈性波（縱波）速度的分類方法 圍巖彈性波速度是判斷巖性、巖體結構的綜合指標，它既可反映巖石軟硬，又可表達巖體結構的破碎程度。 ⑷ 組合多種因素的分類方法 比較完善的是 1974年挪威地質學家巴頓等人提出的“ 巖體質量 —— Q” 的分類方法。 ⑵ 分類宜與地質勘探手段有機的聯系起來； ⑶ 分類要有明確的工程對象和工程目的。不同階段的地質勘察、試驗研究、工作順序可用右圖所示的框圖來表示 。 ⑶ 公路隧道圍巖分級 ● 根據以上對分級因素和指標的分析，公路隧道圍巖分級將圍巖分為六級 ，見表； ● 、巖體彈性波（縱波）速度、巖體完整性系數的分類法 。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。常通過下列三種情況發(fā)生： ① 在整體穩(wěn)定的巖體中，可能出現個別松動掉塊的巖石； ② 在松散軟弱的巖體中，坑道頂部和兩側片幫冒落； ③ 在節(jié)理發(fā)育的裂隙巖體中，圍巖某些部位沿弱面發(fā)生剪切破壞或拉壞等局部塌落。它與形變壓力的基本區(qū)別在于它是由吸水膨脹引起的。 圍巖松散壓力的產生 開挖隧道所引起的圍巖松動和破壞的范圍有大有小，對于一般裂隙巖體中的深埋隧道，其波及范圍僅局限在隧道周圍一定深度，作用在支護結構上的圍巖松散壓力遠遠小于其上覆巖層自重所造成的壓力，這可用圍巖的 “ 成拱作用 ” 來解釋。習慣上稱這種隧道為深埋隧道，否則為淺埋隧道。是目前使用較多的方法。 ⑴ 深埋隧道圍巖壓力的確定 (工程類比法 ) 圍巖豎向勻布壓力 q按下式計算： q = 2s1 γω (kN/m2) 式中： S— 圍巖級別，如屬 II級，則 S＝ 2； γ — 圍巖容重， (kN/m2)； ω ＝ 1+ i(B5)— 寬度影響系數； B— 隧道寬度，（ m）； i —— 以 B＝ 5m為基準， B每增減 1m時的圍巖壓力增減率。 ● 圍巖的水平勻布壓力 e 的確定，按下表中經驗公式計算 圍巖級別 I、 II III IV V VI 水平勻布壓力 0 (～ )q (～ )q (～ )q 下面壓力分布圖形只概括一般情況，當地質、地形或其它原因可能產生特殊荷載時，圍巖壓力的大小和分布應根據實際情況分析確定。根據經驗，這個深度通常為 2～ 坍方平均高度值，即： Hp＝（ 2～ ） hq 式中： Hp－深淺埋隧道的分界深度； hq－荷載等效高度； q－深埋隧道豎向均布壓力。λtgθ） e=γ(H＋ h)λ/2 式中： λ 一側壓力系數 ，即： λ=(tanβtanΦ)/｛ tanβ[1+tanβ(tanΦ tanθ)+tanΦtanθ]｝ tanβ=tanΦ+｛ (tan2Φ+1)tanΦ/(tanΦtanθ)｝ 1/2 ⑶ 圍巖應力的現場量測 實測圍巖壓力的方法很多，可歸納為兩類：直接量測和間接量測 ● 直接量測 ：主要采用壓力盒、壓力傳感器等，壓力盒按工作原理分為機械作用式、電測式和液壓式等，目前使用較多的是鋼弦式壓力盒。 影響坑道圍巖穩(wěn)定性的因素一般認為有兩類： 一類是客觀存在的 地質因素； 另一類是 設計和施工因素，或稱為人為因素 。 ⑵ 巖石的工程性質 ● 巖石的工程性質是多方面的，一般主要指巖石的強度或堅固性。因此，在圍巖分級中，如何根據地質構造的特征引進初應力的影響，是需要進一步研究的問題。 ⑶ 施工方法 在同類巖體中，采用普通爆破法施工和控制爆破法施工，采用礦山法施工和盾構法或掘進機施工，采用大斷面開挖和小斷面分部開挖，對隧道穩(wěn)定性的影響都不相同。隧道穩(wěn)定性的分類對選擇和確立圍巖的分級指標有直接
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