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(存儲版)
【正文】 計算： ?????? ???????? ?? 24521 02 ?? tgHqe t第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 ? ? 02222 0 ???????? dhbdhtgkbdb VVVV ?????? 在地面深度為 h處取出一厚度為 dh的水平條帶單元體 ， 考慮其平衡條件 ∑V＝ 0 ， 得出 v? 假定作用在任何水平面上的豎向壓應力 是勻布的 ， 相應的水平力 k為側壓力系數(shù) 。 對于這樣的情況 ， 可以采用松散介質極限平衡理論進行分析 。 AC、 BD是一個假定破裂滑面，該滑面的抗剪強度決定于滑面的摩擦角 φ及粘結力 c，為簡化計算采用巖體的似摩擦角 φ0。 。 B Ht h 第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 (a) 全土柱理論泰沙基理論比爾鮑曼理論謝家修理論鐵路隧規(guī)普氏埋深 h松動壓力2 D ( 12m ) 2 hp全土柱理論泰沙基理論比爾鮑曼理論謝家修理論鐵路隧規(guī)普氏埋深松動壓力重點、難點內容 、圍巖壓力的種類。為方便計算，根據(jù)實踐經(jīng)驗作如下簡化假定。 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 當隧道埋深不大時 ， 開挖的影響將波及到地表而不能形成 “ 自然拱 ” 。 具體表達式為： fbh tk ?式中 hk—— 自然拱高度； bt—— 自然拱的半跨度。 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 。 上述松動壓力 、 形變壓力往往同時存在 ， 難以嚴格區(qū)分 。 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 。 地層對襯砌變形的約束作用力就稱之為 彈性反力 。 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。 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 ，其內力可按靜力學原理進行計算 。 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 。 松動壓力常通過下列三種情況發(fā)生： ?在整體穩(wěn)定的巖體中，可能出現(xiàn)個別松動掉塊的巖石； ?在松散軟弱的巖體中，坑道頂部和兩側邊幫冒落； ?在節(jié)理發(fā)育的裂隙巖體中，圍巖某些部位沿軟弱面發(fā)生剪切破壞或拉壞等局部塌落。 第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 三、圍巖松動壓力的形成和確定方法 (一 )圍巖松動壓力的形成 深埋坑道開挖后圍巖由變形到坍塌成拱的整個變形過程 ， 稱為圍巖的成拱作用 。 第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 ? 提出巖體堅固性系數(shù) f 的概念 。 σH=kσv 第五章 隧道支護結構設計計算方法的基本原理 H dh 2 a O K σvtg0?
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