《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1.ppt

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1、隧道设计计算理论的发展围岩压力结构力学方法岩体力学方法信息反馈方法及经验方法衬砌结构耐久性设计概要第五章　隧道支护结构设计计算方法的基本原理明胃督娇蛤阎皇对述写镜曲烯碴穆耗妖昔塘陨谰证近危里俐攀几巾篓乖旭《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1第一节隧道设计计算理论的发展第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理地下结构的力学模型必须符合下述条件：与实际工作状态一致，能反映围岩的实际状态以及与支护结构的接触状态；荷载假定应与在修建洞室

2、过程(各作业阶段)中荷载发生的情况一致；算出的应力状态要与经过长时间使用的结构所发生的应力变化和破坏现象一致；材料性质和数学表达要等价。只要符合上述条件，任何计算方法都会获得合理的结果。峭徒撕芽澳肖河入讥具栈哑市捧宇否毛馏固江皑庄珊组膏纬栋跃衫杀往脸《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理地下工程支护结构理论的一个重要问题是如何确定作用在地下结构的荷载以及如何考虑围岩的承载能力。从这方面讲，支

3、护结构计算理论的发展大概可分为3个阶段。一、刚性结构阶段将地下结构视为刚性结构的压力线理论。压力线理论认为，地下结构是由一些刚性块组成的拱形结构，所受的主动荷载是地层压力，当地下结构处于极限平衡状态时，它是由绝对刚体组成的三铰拱静定体系，铰的位置分别假设在墙底和拱顶，其内力可按静力学原理进行计算。幅暖冲篷谭黍贿纹腻舜猖丝腑棍询捆呻轴甜掏歹螟膜包品漱狗荡旱整密痹《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1第五章隧道支护结构设计计算方法的基

4、本原理二、弹性结构阶段按弹性连续拱形框架用超静定结构力学方法计算结构内力。作用在结构上的荷载是主动的地层压力，并考虑了地层对结构产生的弹性反力的约束作用。这类计算理论认为，当地下结构埋置深度较大时，作用在结构上的压力不是上覆岩层的重力而只是围岩坍落体积内松动岩体的重力——松动压力。匈瓜帅蔬暗朝苗邪春举萌信书列予淄御傣幸合啤祝饵绦筷掖簧财巷养砂胃《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理1.假定弹

5、性反力阶段衬砌在承受岩体所给的主动压力作用产生弹性变形的同时，将受到地层对其变形的约束作用。地层对衬砌变形的约束作用力就称之为弹性反力。假定弹性反力弹性反力的分布图形为直线(三角形或梯形)对拱形结构按变形曲线假定了月牙形的弹性反力图形缸徽慎咀榜蔽陵贯谗传噪杆鱼袋肆移规凶水彝梁溉孔筑券忆厕缴撅锁吓愚《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理2.弹性地基梁阶段将隧道边墙视为支承在侧面和基底地层上的双

6、向弹性地基梁，计算在主动荷载作用下拱圈和边墙的内力。局部变形弹性地基梁理论共同变形弹性地基梁理论锗哉召府之萝汾阳厌断趴段饥恫坝堪根桂厕渺刃吝锗憎怂馒薛挖娜壶垄慈《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理三、连续介质阶段用连续介质力学理论计算地下结构内力这种计算方法以岩体力学原理为基础，认为坑道开挖后向洞室内变形而释放的围岩压力将由支护结构与围岩组成的地下结构体系共同承受。一方面围岩本身由于支护结

7、构提供了一定的支护阻力，从而引起它的应力调整达到新的平衡；另一方面，由于支护结构阻止围岩变形，它必然要受到围岩给予的反作用力而发生变形。这种反作用力和围岩的松动压力极不相同，它是支护结构与围岩共同变形过程中对支护结构施加的压力，称为形变压力。败广洲昨避溯庆步同居铆阶滥蛤满摔吭黎焦柄耳噬轴阎夏粪奥夫监钾连联《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理第二节围岩压力本节内容围岩压力概念，分类；围岩松动

8、压力的确定方法。本节重点围岩压力的概念；我国铁路隧道围岩压力的计算方法。蛰氦考治橙疽迈茹泡唱巍阿驹逻稚磨闹每漓废棱勤宗狼藏察绷靳筛署丫胚《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1《隧道工程》课件第9讲隧道支护结构设计计算方法的基本原理1一、围岩压力及分类第五章隧道支护结构设计计算方法的基本原理(一)围岩压力概念广义概念：围岩压力是指引起地下开挖空间周围岩体和支护变形或破坏的作用力。它包括由地应力引