【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。（8）墻身截面偏心矩及強(qiáng)度驗(yàn)算墻身截面偏心矩e 式中： M——計(jì)算截面以上各力對(duì)截面形心力矩的代數(shù)之后； N——作用于截面以上垂直力之后。將數(shù)據(jù)代入墻身偏心矩e的公式，可得：計(jì)算結(jié)果滿足要求。應(yīng)力 （滿足要求）通過以上的驗(yàn)算，說明洞門的尺寸合理。詳圖見設(shè)計(jì)圖紙通過對(duì)計(jì)算條帶進(jìn)行墻身偏心及強(qiáng)度，繞墻趾的抗傾覆性、沿基底滑動(dòng)的穩(wěn)定性以及基底應(yīng)力驗(yàn)算，洞門端墻及柱子都是滿足洞門墻主要驗(yàn)算規(guī)定的。因此，洞門墻的設(shè)計(jì)尺寸是合乎要求的。 隧道洞身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)隧道所處的地質(zhì)情況將襯砌分為六種種類型：級(jí)復(fù)合型、級(jí)復(fù)合型、級(jí)復(fù)合型、級(jí)復(fù)合型、級(jí)復(fù)合型、級(jí)復(fù)合型洞口淺埋加強(qiáng)段采用噴、錨、網(wǎng)和工字鋼架作為初期支護(hù)，超前小導(dǎo)管支護(hù)，以確保洞口段穩(wěn)固安全。洞口加強(qiáng)段長(zhǎng)度在施工時(shí)可根據(jù)開挖揭露的地質(zhì)情況，予以適當(dāng)調(diào)整。洞口段襯砌拱墻及仰拱模筑混凝土緊跟開挖進(jìn)行。 根據(jù)隧道埋深及圍巖級(jí)別的不同，本隧道結(jié)構(gòu)為復(fù)合襯砌形式。分析參數(shù)根據(jù)結(jié)構(gòu)分析與工程類比相結(jié)合確定。級(jí)圍巖為曲墻有仰拱，級(jí)圍巖為曲墻無仰拱，同時(shí)圍巖較差地段的襯砌向圍巖較好地段延伸米。 復(fù)合式襯砌參數(shù)是首先根據(jù)圍巖級(jí)別、工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件、地形及埋置深度、結(jié)構(gòu)跨度及施工方 法等以工程類比擬定，然后應(yīng)用有限元綜合程序?qū)κ┕み^程進(jìn)行模擬分析，定性的掌握圍巖及結(jié)構(gòu)的應(yīng)力 發(fā)展與變形破壞過程，進(jìn)一步調(diào)整支護(hù)參數(shù)，最后采用荷載結(jié)構(gòu)彈性抗力計(jì)算模式，應(yīng)用隧道結(jié) 構(gòu)計(jì)算程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力分析計(jì)算及強(qiáng)度校核。為了與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式相適應(yīng)，要求二次襯砌采用先墻后拱法施工，現(xiàn)場(chǎng)模筑。初期支護(hù):對(duì)與級(jí)圍巖由工字鋼拱架（或鋼筋格柵），徑向錨桿，鋼筋網(wǎng)及噴射混凝土組成，而對(duì)于級(jí)圍巖則由徑向錨桿，鋼筋網(wǎng)及噴射混凝土組成。工字鋼架具有剛度大，發(fā)揮作用快的特點(diǎn)，這并與徑向錨桿及鋼筋網(wǎng)焊為一體，與圍巖密貼形成承載結(jié)構(gòu)。二次襯砌：對(duì)于隧道洞口級(jí)圍巖淺埋地段，由于巖體風(fēng)化嚴(yán)重，節(jié)理發(fā)育、自穩(wěn)時(shí)間較短，洞室開挖跨度較大，二次襯砌按承擔(dān)上部土壓力覆土荷載計(jì)算需采用 C25 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，二次襯砌要求緊跟開挖面。對(duì)于級(jí)圍巖深埋地段，由于該段巖體比較穩(wěn)定，能夠在一定程度上形成穩(wěn)定的承載拱， 因此結(jié)構(gòu)按承擔(dān)部分土壓力覆土荷載計(jì)算可采用 C25 素混凝土結(jié)構(gòu)。在施工過程中仍必須注意初期支護(hù)的 變形與穩(wěn)定監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)合理確定二次襯砌的施作時(shí)間，盡可能發(fā)揮初期支護(hù)的承載能力。 洞身深埋段隧道襯砌支護(hù)參數(shù)表項(xiàng)目級(jí)圍巖級(jí)圍巖初期支護(hù)C20噴射混凝土鋼筋網(wǎng)系統(tǒng)錨桿，二 次 襯 砌素混凝土素混凝土仰 拱片石混凝土片石混凝土初支加勁措施18工字鋼@=70輔 助 措 施超前錨桿， Ⅲ級(jí)圍巖襯砌斷面圖 Ⅳ級(jí)圍巖襯砌斷面圖 IV級(jí)圍巖加強(qiáng)段襯砌斷面圖 本隧道穿過地區(qū)沒有出現(xiàn)巖溶、溶洞等不良地質(zhì)地段。 隧道洞身結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 Ⅲ級(jí)圍巖加強(qiáng)段施工過程（開挖支護(hù)）模擬⑴建模參數(shù) Ⅲ級(jí)圍巖參數(shù):重度,變形模,泊松比,內(nèi)摩擦角=45176。,粘聚力. 錨桿參數(shù): 彈性模量,直徑,間距。噴射C20混凝土參數(shù):彈性模量,厚度15。梁?jiǎn)卧ǘ我r砌混凝土）參數(shù)： 二次襯砌鋼筋混凝土參數(shù):彈性模量=, 泊松比,厚度25。 以上參數(shù)的取值參考地堪報(bào)告及設(shè)計(jì)規(guī)范。 說明：本階段施工過程采用程序計(jì)算建模，其過程基本類似于實(shí)際施工過程，在開挖過程中及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)（打錨桿、掛鋼筋網(wǎng)、鋼架支撐、噴射混凝土），二次襯砌緊跟其后，確保圍巖的穩(wěn)定與安全。由于我的知識(shí)水平有限及對(duì)本程序的熟悉程度等原因，對(duì)本過程的建模作了如下簡(jiǎn)化：①在開挖上不考慮施工時(shí)的誤差（超欠挖）及爆破時(shí)的圍巖震動(dòng)。②施作初期支護(hù)時(shí)僅考慮噴射混凝土的作用，不考慮鋼筋網(wǎng)及鋼架的加強(qiáng)支護(hù)作用。③二次襯砌僅考慮模筑混凝土的作用，不考慮其中的配筋作用。⑵ 開挖方法開挖采用全斷面發(fā)，具體施工方法見有關(guān)設(shè)計(jì)施工圖。⑶主要的計(jì)算步驟（1） 建模 （2） 打錨桿 （3） 劃分面域（4） 網(wǎng)格劃分 （5） 定義錨桿及梁?jiǎn)卧?（6） 定義材料 （7） 計(jì)算⑷最后階段計(jì)算結(jié)果及部分圖形 ① 模型 模型 圍巖為級(jí)，地質(zhì)較穩(wěn)定，模型的寬和高大致取為洞寬和洞高的3～5倍即可。本模型為橫向60，豎向70。 ②條件處理 考慮圍巖雖多數(shù)屬于級(jí)深埋地段，但在少數(shù)淺埋段地面仍可能發(fā)生沉降，故圍巖橫向和底部視為固定約束，地表為自由面。 ③錨桿受力分析 錨桿軸力 錨桿應(yīng)力錨桿應(yīng)變 錨桿塑性應(yīng)變 錨桿受力圖（單位：KN）從錨桿軸力圖看出，左側(cè)拱角錨桿軸力最大，錨桿斷面積==，鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為268，=，所以錨桿具有足夠的安全度，整個(gè)系統(tǒng)錨桿受力分布合理。滿足設(shè)計(jì)要求。 軸力X 軸力Z 梁軸力圖（單位：KN） ④ 二次襯砌受力、變形分析 梁X彎矩圖（單位：）： 分析點(diǎn)內(nèi)力數(shù)據(jù)表 單元xyz步驟軸向剪切z力矩y10組合120組合130組合140組合150組合160組合170組合180組合190組合1100組合1110組合1120組合1130組合1140組合1150組合1160組合1170組合1180組合1190組合1200組合1210組合1220組合12300組合10240組合1250組合1260組合1270組合1280組合1290組合1300組合1310組合1320組合1330組合1340組合1350組合1360組合1370組合1380組合1：Y=0。 梁分析點(diǎn)位置圖內(nèi)力圖顯示，初期支護(hù)軸力拱頂和側(cè)墻基本上全部承受壓應(yīng)力（軸力為負(fù)值），只有仰拱段受很小張拉應(yīng)力（軸力為正）。故只驗(yàn)算二次襯砌的抗壓強(qiáng)度。驗(yàn)算公式： 其中：——安全系數(shù)，根據(jù)荷載組合類型取值，此處； ——軸向力，取最大值，根據(jù)以上數(shù)據(jù)顯示； φ——截面縱向彎曲系數(shù)取φ=1 ——抗壓極限強(qiáng)度，初期支護(hù)采用C20混凝土，==15500； ——截面寬度，取每延米即； ——截面高度，即襯砌厚度； ——軸向力偏心影響系數(shù)（根據(jù)數(shù)據(jù)顯示：其最大軸力為分析點(diǎn)6對(duì)應(yīng)值即，其對(duì)應(yīng)彎距，所以偏心距）數(shù)據(jù)代入：2=≤6510=1155001驗(yàn)算看出：二次襯砌實(shí)際承受壓應(yīng)力遠(yuǎn)小于極限抗壓強(qiáng)度，滿足要求。 ⑤主應(yīng)力分析主應(yīng)力分析可以由荷載組合圖及主應(yīng)力色譜圖所顯示的數(shù)值、圖形進(jìn)行分析。 荷載組合1 荷載組合2 （ + + ） （ + + ） 組合1最大應(yīng)力 組合2最大應(yīng)力 應(yīng)力圖色譜圖 色譜圖 色譜圖 所建模型平面應(yīng)力色譜圖 應(yīng)力色譜圖 結(jié)論：由以上應(yīng)力等值線圖和色譜圖可以看出。 IV級(jí)圍巖洞身深埋正常段施工過程（開挖支護(hù)）模擬⑴ 建模參數(shù) IV級(jí)圍巖參數(shù):重度,變形模量,泊松比,內(nèi)摩擦角=35176。,粘聚力. 錨桿參數(shù): 彈性模量,直徑,間距100。噴射C20混凝土參數(shù):彈性模量=21,厚度20. 梁?jiǎn)卧ǘ我r砌混凝土）參數(shù)：二次襯砌鋼筋混凝土參數(shù):彈性模量, 泊松比,厚度45. 以上參數(shù)的取值參考地堪報(bào)告及設(shè)計(jì)規(guī)范。 說明：本階段施工過程采用madias程序計(jì)算建模，建模簡(jiǎn)化如上面計(jì)算相同。⑵ 開挖方法開挖采用臺(tái)階法，具體施工方法見有關(guān)設(shè)計(jì)施工圖。⑶主要的計(jì)算步驟① 建模 ② 打錨桿 ③ 劃分面域④ 網(wǎng)格劃分 ⑤ 定義錨桿及梁?jiǎn)卧? ⑥ 定義材料 ⑦ 計(jì)算⑷最后階段計(jì)算結(jié)果及部分圖形 ① 模型 有限元模型 圍巖為級(jí)，地質(zhì)較好，模型的寬和高大致取為洞寬和洞高的3～5倍即可。本模型為橫向50m，豎向50m。 ② 條件處理 考慮圍巖雖屬于級(jí)深埋地段，但地面仍可能發(fā)生沉降，故圍巖橫向和底部視為固定約束，地表為自由面。 ③ 錨桿受力分析 錨桿軸力圖 錨桿應(yīng)力圖錨桿應(yīng)變圖 錨桿塑性應(yīng)變 錨桿軸力圖（單位：KN） 從錨桿軸力圖看出，左側(cè)拱角錨桿軸力最大，錨桿斷面積=，鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為，=101，所以錨桿具有足夠的安全度，整個(gè)系統(tǒng)錨桿受力分布合理。滿足設(shè)計(jì)要求。④ 二次襯砌受力、變形分析 二襯軸力圖（單位：KN） 梁x彎矩圖以下是截取梁軸力較大截面附近的分析點(diǎn)內(nèi)力數(shù)據(jù)： =0 分析點(diǎn)內(nèi)力數(shù)據(jù)表 單元xyz步驟軸向剪切z力矩y10組合120組合130組合140組合150組合160組合170組合180組合190組合1100組合1110組合1120組合1130組合1140組合1150組合1160組合1170組合1180組合1190組合1200組合1210組合1220組合12300組合10240組合12