隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算ppt課件-在線瀏覽
2025-06-21 18:02本頁(yè)面
【正文】 NA 南華大學(xué)隧道工程 ⑵ 隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算的簡(jiǎn)化問題 UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 ⑵ 隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算的簡(jiǎn)化問題 ● 在十九世紀(jì)末，隧道襯砌結(jié)構(gòu)是作為 超靜定彈性拱 計(jì)算的，但僅考慮作用在襯砌上的圍巖壓力，忽視了圍巖對(duì)襯砌的約束作用 UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 ● 彈性抗力 ：襯砌在受力過程中的變形，一部分結(jié)構(gòu)有離開圍巖形成“ 脫離區(qū) ” 的趨勢(shì)，另一部分壓緊圍巖形成所謂 “ 抗力區(qū) ” ，在抗力區(qū)內(nèi)，約束著襯砌變形的圍巖相應(yīng)地產(chǎn)生被動(dòng)抵抗力 ⑵ 隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算的簡(jiǎn)化問題 UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 ● 進(jìn)入本世紀(jì)后，通過長(zhǎng)期觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)圍巖不僅對(duì)襯砌施加壓力，同時(shí)還 約束著襯砌的變形 。它認(rèn)為應(yīng)力和變形之間呈 線性關(guān)系 ，即為圍巖彈性抗力系數(shù) UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 ● 共同變形理論把圍巖視為彈性半無(wú)限體， 考慮相鄰質(zhì)點(diǎn)之間變形的相互影響 。 隧道結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算模型 UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 從各國(guó)的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐看，目前主要采用兩類計(jì)算模型： ● 一類是 以支護(hù)結(jié)構(gòu)作為承載主體 ，結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，又稱為荷載－結(jié)構(gòu)模型 ； ● 另一類則相反，視 圍巖為承載主體 ，支護(hù)結(jié)構(gòu)則為約束圍巖變形的模型 ，即巖體力學(xué)模型或稱為圍巖 — 結(jié)構(gòu)模型。 UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 隧道結(jié)構(gòu)上的荷載及其類型 《 公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范 》 JTG D702022將隧道結(jié)構(gòu)上荷載仿照橋規(guī)分為： ● 永久荷載 ● 可變荷載 ● 偶然荷載 UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 編號(hào) 荷載類型 荷 載 名 稱 1 永久荷載 （恒載） 圍巖壓力 2 結(jié)構(gòu)自重力 3 填土壓力 水壓力 4 混凝土收縮和徐變影響力 5 可 變 荷 載 基本 可變 荷載 公路車輛荷載，人群荷載 6 立交公路車輛荷載及其所產(chǎn)生的沖擊力和土壓力 7 立交鐵路列車活載及其所產(chǎn)生的沖擊力和土壓力 8 其它 可變 荷載 立交渡槽流水壓力 9 溫度變化的影響力 10 凍脹力 施工荷載 11 偶然 荷載 落石沖擊力 12 地震力 隧規(guī) P28：表 作用在隧道結(jié)構(gòu)上的荷載 UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 荷載組合： ● 結(jié)構(gòu)自重＋圍巖壓力＋附加恒載 （基本） ● 結(jié)構(gòu)自重＋土壓力＋公路荷載＋附加恒載 ● 結(jié)構(gòu)自重＋土壓力＋附加恒載＋施工荷載 ＋溫度作用力 ● 結(jié)構(gòu)自重＋土壓力＋附加恒載＋地震作用 附加恒載：伴隨隧道運(yùn)營(yíng)的各種設(shè)備設(shè)施的荷載等。 ??? JMMES kiik? ????EJMMES piip0UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 aaaahaha216aaabhWM ???2116aaa bhkk?? ??aaaaa Jkbhkh112211 ????? 0?auah 為拱腳截面厚度； aW 為拱腳截面的截面模量； ak 是拱腳圍巖基底彈性抗力系數(shù)； aJ 為拱腳截面慣性矩； b 為拱腳截面縱向單位寬度，取 1 米。 ⑸ 抗力圖形的分布假定為二次拋物線 abah 32?hhbibi ??????2222c o sc o sc o sc o s???hhii yy????????????????????239。1bh段 ： ha段 ： UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 ⑹ 忽略襯砌與圍巖之間的摩擦力 ⑺ 墻腳支承在彈性巖體上，可發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)和垂直位移 (無(wú)水平位移 ) UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 2 、主動(dòng)荷載作用下的力法方程和襯砌內(nèi)力 0022222111122111???????????apappppappppufXXXX??????式中 為墻底位移。 ipik ?,? 1?0ap?UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 求得 后，在主動(dòng)荷載作用下，襯砌內(nèi)力即可計(jì)算： pp XX 21 ,02021c o sipipipipippipNXNMyXXM??????UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 在具體進(jìn)行計(jì)算時(shí)，還需進(jìn)一步確定被動(dòng)抗力 的大小，這需要利用最大抗力點(diǎn) h處的變形協(xié)調(diào)條件。 UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 ● 墻頂在單位彎矩 單獨(dú)作用下，墻頂?shù)霓D(zhuǎn)角 和水平位移 為 1?cM1? 1u)(2)(4111321121131AcuAc???????????UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 ● 墻頂在單位水平力 =1單獨(dú)作用下，墻頂位移為 和 為 cH2? 2u)(2)(2131021113212AcuAcu????????????UNIVERSITY OF SOUTH CHINA 南華大學(xué)隧道工程 ● 在主動(dòng)側(cè)壓力
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