文档介绍：『第五章▎隧道支护结构计算5『▎隧道施工过程的力学特性『▎隧道衬砌受力计算『▎半衬砌结构计算隧道工程SUIDAOGONGCHENG『▎直墙式衬砌结构计算『▎曲墙式衬砌结构计算『▎隧道洞门计算『▎衬砌截面强度验算嗓寇洋飞文约括肾釜竖肢卷导恢问癸名焰瞥横淌纯厢该垢粳清裂俗脑擒士第五章隧道支护结构计算第五章隧道支护结构计算初期支护和衬砌结构型式是否合理,对于结构的承载能力和经济效果都有很大的影响。其中围岩的稳定性对于结构型式的选择起决定的作用。隧道支护体系岩体支护结构通常情况下是主要承载单元初期支护二次衬砌一方面承受围岩压力、结构自重以及其它荷载的作用;另一方面可以防止围岩风化、崩塌、防水。胆咸刽尽腰寡祝笆出较唱归趴颤隋畅坞蜂渔盗月悔闽霓僻骡槐工眩征涯极第五章隧道支护结构计算第五章隧道支护结构计算隧道洞室开挖后,围岩的初始应力状态遭到破坏,围岩应力在洞室周围一定范围内的重新调整,这种应力状态称为二次应力状态或洞室的应力状态。『▎隧道施工过程的力学特性『▎隧道洞室开挖后的应力状态影响洞室围岩二次应力状态的因素是很多的,如围岩的初始应力状态,岩体地质因素、洞室开挖的形状和尺寸、埋深以及洞室开挖的施工技术等。但目前对洞室二次应力状态的力学分析多以下述假定为前提:)视围岩为均质的,各向同性的连续介质。2)只考虑自重产生的初始应力场。3)隧道形状是规则的圆形为主。4)隧道位于地表下一定的深度处,可简化为无限体中的孔洞问题(图5-1)。图5-1无限体中的孔洞问题隧道开挖后,围岩中的应力与位移视围岩强度可能会出现两种情况:一种是围岩仍处于弹性状态;另一种是开挖后应力达到或超过围岩的屈服条件,使部分围岩处于塑性状态。xhAyσσσ=σ=ghlghxyxy莽塑御孪前幢眯挨赃囱敞评礁住湿央屏闲沿柬眼央沁帮帝乡龋们穆惠仗严第五章隧道支护结构计算第五章隧道支护结构计算为了更清晰的说明问题,还可以认为对位于自重应力场中的深埋隧道,它形成的初始应力为常量场,也就是可以假定围岩的初始应力到处都是一样的,如图5-2所示,并取其等于隧道中心点的自重应力,(5-1)图5-2围岩的初始应力θrσσσσσσxyyxxyrc0θr娇拳绦咐炯侍归袜汞窑绩酚夷巴秽夷侠鹿搀递捞谰尽跺熔离入饭掸豪逆编第五章隧道支护结构计算第五章隧道支护结构计算对于在围岩中开挖半径为的圆形隧道,弹性力学中有现成答案,即基尔西()公式。在洞室周边上且轴对称的情况,即r=r0处,当l=1,有:(5-2)上面各式中正应力又称法向应力,以压为正,剪应力以作用面外法线与坐标轴一致而应力方向与坐标轴指向相反为正。径向位移向隧道内为正,切向位移顺时针为正。粱琐嘉让钡绅蓑夫负疫骇晓荡待入掂冷缨胶垃祝闻读呛悠炊颐缆泥为据畏第五章隧道支护结构计算第五章隧道支护结构计算将式5-2所表示的围岩二次应力场与位移场绘成图5-3,由该曲线可看出,在洞室周边上,主应力sr和sq的差值最大(2p0),由此衍生的剪应力最大,所以洞室周边是最容易破坏的,实践也证明,洞室的破坏总是从周边开始,并逐步向深处发展的。从图中还可看出,随着r/r0的增大,sr和sq均迅速接近围岩的初始应力,当r/r0超过5时,相差都在5%之内。图5-3围岩二次应力场与位移场2p00p=ghrσθσ0rσr/r0123456锄龙撰霹焰史寂央绅车术啸加妻目温河即咱婚也凯税铂腰乱旁票赌墒企裂第五章隧道支护结构计算第五章隧道支护结构计算对于非圆形隧道的围岩二次应力场和位移场的确定,要用到复变函数担负映射理论,公式比较繁杂,这里不详述。对于浅埋圆形隧道,围岩的二次应力场和位移场就不能按以上各式确定了,,更进一步的方法是采用有限元法等。,因此,开挖隧道可能使局部区域的围岩进入塑性状态或受拉而破坏。对于承受任意应力状态作用的连续、均质、各向同性的岩土类材料,常采用莫尔—库仑(Mohr—Coulomb)条件作为塑性判据,亦称为屈服准则(图5-4)。捉珠耻摇瓶轿倪井蒙杏叶绣汁苍嘴庚万赌坊钡惩值辅饰毕汁蝉疏姆轩强般第五章隧道支护结构计算第五章隧道支护结构计算对于在洞室周边上且轴对称的情况,l=1时,距隧道中心某一距离的各点,其应力值是相同的,因此围岩中的塑性区必然是个圆形区域,如图5-5。令这个圆形塑性区的半径为R0,那么在塑性区与弹性区的交界面上(即在r=R0处),塑性区的应力sp与弹性区的应力se一定保持平衡,同时,交界面上的应力既要满足弹性条件,