普氏理論和太沙基理論(編輯修改稿)
2024-07-25 14:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 果工程實際情況與普氏理論中提出的假定條件吻合，則可以獲得較為滿意的計算結(jié)果。如上所述，普氏理論的基本前提條件是確定硐室頂部之上的巖體（圍巖）能夠自然形成壓力拱，這就要求硐室頂部之上的巖體具有相當(dāng)穩(wěn)定性及足夠厚度，以便承受巖體自重力及作用于其上的其他外荷載。因此說，能否形成壓力拱，就成為采用普氏理論計算圍巖壓力的關(guān)鍵所在。以下情況．由于不能形成壓力拱，所以不可以采用普氏理論計算圍巖壓力：（1）巖體的堅固系數(shù)f＜，硐室埋深H不到壓力拱高b1的2～，即H＜2b1～，H＜5a1。這里所說的硐室埋深是指由硐頂襯砌頂部至地表面（當(dāng)基巖直接出露時）或松散堆積物（例如土層）接觸面的豎直距離；（2）采用明挖法施工的地下硐室；（3）堅固系數(shù)f＜0的軟土體，例如淤泥、淤泥質(zhì)土、粉砂土、粉質(zhì)粘土、輕亞粘土及飽和軟粘土等，由于不能形成壓力拱，所以也不便引用普氏理論計算硐室周圍的土壓力。太沙基理論在太沙基理論中，假定巖體為散體，但是具有一定的內(nèi)聚力。這種理論適用于一般的土體壓力計算。由于巖體中總有一定的原生及次生各種結(jié)構(gòu)面，加之開挖硐室施工的影響，所以其圍巖不可能為完整而連續(xù)的整體，因此采用太沙基理論計算圍巖壓力（松動圍巖壓力）收效也較好。太沙基理論是從應(yīng)力傳遞原理出發(fā)推導(dǎo)豎向圍巖壓力的。如圖1所示，支護結(jié)構(gòu)受到上覆地壓作用時，支護結(jié)構(gòu)發(fā)生撓曲變形，隨之引起地塊地移動。當(dāng)圍巖的內(nèi)摩擦角為φ時，滑移面從隧道底面以45176。φ2的角度傾斜，到硐頂后以適當(dāng)?shù)那€AE和BI到達地表面。圖1 淺埋隧道松弛地壓但實際上推算AE和BI曲線是不容易的，即使推算出來，以后的計算也變得很復(fù)雜，故近似地假定為AD、BC兩條垂直線。此時，設(shè)從地表面到拱頂?shù)幕瑒拥貕K的寬度為2a1，其值等于： 2a1=2a+htan45176。+φ2 （1）式中 a——硐室半寬； H——開挖高度。假定硐室頂壁襯砌頂部AB兩端出現(xiàn)一直延伸到地表面的豎向破裂面AD及BC。在ABCD所圈出的散體中，切取厚度為dz的薄層單元為分析對象。該薄層單元受力情況如圖1所示，共受以下五種力的作用：（1）單元體自重 G=2a1γdz
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