杨鸿玮--隧道围岩压力计算方法及其适用范围.doc

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1、隧道围岩压力计算方法及其适用范围摘要：在今天的城市和农村经济的发展,交通的基本措施是建设不断加强,高速公路的水平越来越高,公路隧道建设越来越关注。但是,总体而言,我国公路隧道建设起步较晚,开发程度不高,很多技术和研究与西方发达国家相比仍有很长的路要走。在本文中,作者结合理论和实践,通过使用地球物理学的基本原理,环隧道的围岩地应力推导出计算表达式。表达复杂的隧道模型压缩成为一个拱计算,同时也有效的隧道工程实例实践检验。把理论应用于实际。关键词：隧道工程；连拱隧道；围岩压力；中间墙　　引言　作为国家重点城市和农村经济,给很多公路建设和技术支持,呈现良好的发展势头趋势的公路隧道。公路隧道状态不仅

2、是数量的需要,而且还要求的品质。然而,隧道施工的安全是最重要的,要做到这一点,首先,是开发更有效的设计,隧道,隧道的设计采用的方法通常是隧道衬砌计算,但随着科学技术的发展,各种先进的计算方法引入这一领域,如连续介质力学方法,数值分析方法得到了广泛的传播,逐渐取代结构力学的方法。当然,传统的或先进的隧道施工方法必须匹配的计算模型准确的负荷计算。作者在本文主要结合了地球物理的基本理论和围岩地应力的计算表达式,将简化拱隧道模型来计算。　　1公路隧道围岩压力计算1.1计算基本思路应该沿着公路隧道行驶方向每隔距离W(作者在本文中称为“部分)做一个代表性的横截面。部分W和横截面成反比的关系,部分长度主

3、要取决于隧道的地形条件和隧道的具体设计,以及中间的部分横截面是最具代表性的一部分。横截面的短节,如果表示更好,这是可以用来计算压力隧道拱周。在正常情况下,公路隧道的断面尺寸只有两米到五米的范围内波动。　　图1是代表的一段隧道横截面的选区。在图1中BO3GFO2隧道横截面,DO5IGO3B区域随着隧道拱顶(BO3G)压力区。问里面的库(BO3G)压力区微元,微元质量为dn,重力垂直分量dndn的微元问隧道拱顶的正压。因为dε很小,ε因为d=1。也就是说,由一系列紧凑微元拱的径向压力区重力计算拱的径向应力。根据刚才的分析,重力在很大程度上影响了隧道拱顶的压力。1.2周拱隧道截面应力和应力计算假

4、设图1截段长度的W,隧道2大,隧道底部高程(在图1中,F)H1,侧墙顶部的高度(如图1B,G)对H2,拱高度(O3)H3在图1中,在地球表面O半径是米。图1所示的径向压力拱隧道截面区域的横截面面积DO5IGO3B,DO5I自然倾斜线可以从图,获得平均海拔HJ各点,横截面面积S等于扇形的面积EOJ-风扇正的面积,其表达式是:　　S=R+H■■（2θ）/2-R+H■+H■/2■（2θ）/2　　=R+H■■θ-R+H■+H■/2■θ（1）　　如果拱压力区域的平均密度ρ在岩土工程中,其任亦未与问元表示,质量为dn。得到这一节隧道拱顶岩体的整体质量表达式是压力面积:m=ρSW（2）　　地心引力竖向分

5、量dn′为：dn′=（dn）cos（dε）因为cos（dε）≈cosθ≈1，所以：dn′=dn因此，该区段隧道拱顶压力作用区域对拱顶的总压力P为：P=■dn=m=ρSW（3）若拱顶总面积为SD，则拱顶径向应力σ为：σ=P/SD（4）2某隧道工程概况在本文中,我们研究双拱结构的四车道单向道路,内衬的轮廓为R=540厘米单心圆的弧形墙形式,中间墙两模铸为一体环公路隧道混凝土衬砌。隧道位于R-∝平面曲线和竖曲线半径R-8000米,全长186米(存在桩K3+576-K3+762)。+3.4%,-0.385%纵坡设计坡度,坡桩K3+680的数量。建筑线是9.75米(宽)x5.0米(高)。隧道埋深60

6、米,最大最大的开挖宽度25米。这条公路隧道位于地形有点起伏,在一些地方有水流通过山麓,根据地质调查,隧道内的大致基岩接触。仍然有一些杂碎隧道砾石表面岩石土壤。残留在表面的山坡洗经常达不到0.5米厚,里面的隧道,集团公司之间的厚度5到10米。围岩以Ⅲ为主,Ⅳ变化。第一是新奥地利的相应规定方法的设计模型,并通过工程建设的整个过程,然后使用复合衬里的方法,在使用钢拱的主要支持和模铸纯混凝土或钢筋混凝土二次衬砌之间设置防水层;最后,除了主要方法和长管提前屋顶,先进的小管和灌浆加固和隧道的围岩的辅助方法。中隔墙大多是钢式压力盒,它的一个主要功能是接受从喷层表面压力测量的点可靠的测试数据。内部压力测试

7、前墙框嵌在墙上的混凝土浇灌,每种类型的摇滚第一节,共有五个。3隧道中隔墙应力计算在图1Wm,隧道部分b是11.6米,根据各种图表可以知道:H1=105.1米高度底部的隧道,侧壁最高海拔H2=108.2米,拱高度H3=114.0米,三种类型的围岩γ=22KN/m3,四种类型的围岩γ=26.2KN/m3。拱效应的五个部分的每个部分的地球表面平均海拔沪江的面积,根据式(1)(2)(3)(4)计算隧道洞周径向应力和压应力模型简化