文档介绍：§8隧洞的结构荷载一、:核算在设计规定的荷载组合条件下衬砌的强度,使之满足规范要求。计算方法:★一类:1、将围岩与衬砌分开,按文克尔假定考虑围岩的弹性抗力,衬砌上承受各项有关荷载,然后按超静定结构解算衬砌内力。缺点:与实际情况不太吻合。2、采用衬砌常微分方程边值问题数值解法。★二类:有限元法将围岩与衬砌视为整体,其准确性取决于计算模型和原始参数E、φ、C等。岩体性态复杂多变,上两者难以准确确定。、荷载及荷载组合作用在水工隧洞衬砌上的荷载有:山岩压力、内水压力、外水压力、衬砌自重及灌浆压力,温度荷载、地震力等。其中内水压力、自重比较明确,而其余的力只能在一些简化和假定的前提下进行近似计算。、荷载及荷载组合(一)围岩压力(山岩压力)隧洞开挖后围岩变形或塌落作用在支护上的压力。影响山岩压力大小的因素:围岩的地质条件和力学特征(强度和变形性能节理,裂隙的分布和发育情况);初始应力,地下水,隧洞的走向,埋深和几何形状;开挖方法;衬护时间,衬护形式。影响因素很多且错综复杂,难精确计算。、荷载及荷载组合目前,确定围岩压力的方法:★松散介质理论(塌落拱法)此方法视岩体为具有一定的凝聚力的松散介质,在洞室开挖后,由于岩体失去平衡形成“塔落拱”,拱处的围岩仍保持平衡,拱内岩块重量就是作用再衬砌上的荷载——山岩压力。普氏用“坚固系数”(亦称拟摩擦系数),代替岩石颗粒间的真实摩擦系数:式中,τ—岩石抗剪强度,φ—岩石内摩擦角,σ—正应力,c—、荷载及荷载组合实际工程中:Rc—岩石单轴抗压强度A—小于1的修正系数近似计算为:普氏观测试验资料,制成各种岩石分类表。最坚硬的岩石达20;最差(松、软)。、荷载及荷载组合普氏推导出坍落拱的形状为抛物线,坍落拱高度h按下式计算:两侧无滑动面时:两侧有滑动面时:hHABBOA‘B’ODChHABB垂直山岩压力L45o–φ/、荷载及荷载组合①没有侧向山岩压力作用岩体中的隧洞A)隧洞顶是平的,洞顶受到山岩压力的压强量q:B)曲线形洞顶:(认为铅直山岩压力可以减少30%)Bh岩石容重。、荷载及荷载组合②侧向山岩压力计算e1、e2为水平山岩压力强度。A)在洞顶面处:B)在洞底面处:、荷载及荷载组合为简化计算,在设计中多采用e1、e2的平均值,即e=(e1+e2)/2作为均匀侧向水平山岩压力。对于中等坚硬以上的岩石,即,可以不考虑水平山岩压力。普氏理论提出仅与岩石的强度有关,而并未考虑到山岩压力有关的其它因素,因而理论上比较粗糙,实践也证明是很不准确的。