研究生隧道工程學課程考核格式及作業(yè).doc

研究生課程考核試卷（適用于課程論文、提交報告）科 目： 隧道工程 教 師： 姓 名： 學 號： 專 業(yè)： 巖土工程 類 別： 學術 上課時間： 2014 年 9 月至2014 年 12 月 考 生 成 績：卷面成績平時成績課程綜合成績閱卷評語： 閱卷教師 (簽名) 重慶大學研究生院制重慶大學研究生 隧道工程學課程考核要求注：1、本試卷格式用于考核方式為“提交報告”、“課程論文”、“考查”等各類別研究生課程的考核。2、要有明確的課程考核要求：如課程論文（報告）題目（范圍）、篇幅（字數(shù)）、必須的參考資料、提交時間等。并提前將課程考核試卷發(fā)給學生。3、提交課程論文撰寫格式參考重慶大學博士、碩士學位論文撰寫格式標準。根據(jù)隧道工程學講授內容，結合自己的研究方向或感興趣的問題，就隧道某24個專題內容寫一篇讀書報告，分析其研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及待解決的問題等?；蚪Y合某一工程實例，進行彈性（或彈塑性）理論分析和數(shù)值模擬分析，數(shù)值模擬分析的難度結合自己掌握的程度確定，二維、三維分析都可以。具體要求：1、頁數(shù)大于15頁。2、讀書報告或分析論文雙面打印3、該試題附在正文前面。請以書面形式于本學期末前一個星期上交作業(yè)。摘要Part1首先講述了盾構機的發(fā)展概況。然后介紹了一種新型盾構施工探測技術，結合靜力觸探、攝像探測技術，開發(fā)的盾構動態(tài)施工。Part2結合課堂PPT，得出圍巖越好，對跨度越不敏感；并試著探討裂隙對穩(wěn)定性的影響，得出對隧道穩(wěn)定性，影響最大的裂縫是隧道范圍頂部裂縫和貫通洞肩的水平裂縫。隧道附近貫通的豎向裂縫和洞頂范圍內的豎向裂縫對隧道整體影響較大；而洞肩的水平裂縫對隧道的局部影響更大。在施工中，應充分重視裂縫對圍巖穩(wěn)定性的影響，同時又要充分利用裂縫達到一定的工程目的。Part1盾構技術1、盾構技術的發(fā)展概況18世紀末英國人提出在倫敦地下修建橫貫通泰晤士河隧道的設想，并于1798年開始著手工作希望實現(xiàn)這個構想，但由于豎井挖不到預定深度，計劃受挫，4年后Torevix決定在另一個地方建造連接兩岸的隧道，隨后工程再次開工，當掘進到最后30m時，開挖面激劇浸水，工程再次受阻。工程從開工到被迫終止用了5年時間，此后修建橫貫泰晤士河隧道的計劃在以后10年內沒有任何進展。1818年，Brunel觀察小蟲腐蝕木船底板成洞的經過，從而得到啟發(fā)，在此基礎上提出了盾構工法，并得到專利。這就是所謂開放型手掘式盾構的原型， Brunel對自己的新工法非常自信，于1823年擬定了修建另一條泰晤士河隧道的計劃，隨后這個計劃得到英國國會批準，于1825年動工，初期，工程進展順利，但后來由于地層下沉，工程被迫中止。但Brunel并沒有灰心，總結了失敗的教訓后，對盾構做了7年改進后，于1834年再次開工，又經過7年施工，終于在1841年貫通隧道。自Brunel的方形盾構后，盾構技術經過23年的改進，到1869年修建橫貫通泰晤士河的第二條隧道，這個項目由Great負責，從起初Torevix的反復失敗，到Brunel的盾構工法，進而改進為Great的盾構工法，前后經歷了80年的漫長歲月。19世紀到20世紀中葉，盾構工法相繼傳入美國、法國、德國、日本、蘇聯(lián)等國，并得到不程度的發(fā)展。在這一段時期，盾構工法雖然有一定進步，但這一時期仍主要是盾構工法在世界各國的推廣與普及。20世紀60至80年代盾構工法繼續(xù)發(fā)展完善，成績顯著。這一時期出現(xiàn)了多種盾構工法，以泥水式、土壓式盾構工法為主。1990至2003年，這一段時間盾構工法的技術進步極為顯著。歸納起來有以下幾個特點：（1）盾構隧道長距離化、大直徑化。這一時期英法兩國修建了長達48km的英吉利海峽隧道，隧道斷面直徑達8.8m，采用的是土壓盾構工法；（2）盾構多樣化。出現(xiàn)了矩形、橢圓形、多園搭接形等多種異圓斷面盾構；（3）施工自動化。盾構掘進中和方向、姿態(tài)自動控制系統(tǒng)，施工信息化、自動化的管理系統(tǒng)及施工故障自診斷系統(tǒng)。當前是泥水盾構、土壓盾構技術的普及與推廣時期，但有些技術細節(jié)還有待完善及改進。多種特種盾構的相繼問世，大大地擴展了盾構工法的應用范圍，使用盾構工法的前景更加寬廣。但由于這這些特種工法問世時間不長，施工實例還不夠多，有些細節(jié)仍有待改進。近年來交通工程、下水道工程、共同溝工程存在大直徑盾構隧道的構建需求，所以大直徑、長距離、高速施工等施工措施、施工設備的研發(fā)與成功應用也較為迫切。 2、盾構法隧道的基本原理和特點盾構法隧道的基本原理是用一件有形鋼質組件沿隧道設計軸線開挖土體而向前推進。盾構由通用機構與專用機構組成。通用機構一般由外殼、掘土機構、推進機構、擋土機構、管片組裝機構、附屬機構等組成。專用機構因機種而異，如對于土壓盾構而言，專用機構即為排土機構、攪拌機構、添加材注入裝置；而對于泥水盾構而言，專用機構系指送排泥機構、攪拌機構。設置盾構外殼的目的是保護掘削、排土、推進、做襯等所有作業(yè)設備、裝置的安全，故整個外殼用鋼板制作，并用環(huán)形梁加固支承。一臺盾構機的外殼沿縱向從前到后分為前、中、后三段，通常又將這三段稱為切口、支承、盾尾三部分；切口部位裝有掘削機械和擋土設備，故又稱掘削擋土部；支承部即盾構的中央部位，是盾構的主體構造部。因為要支承盾構的全部荷載，所以該部位的前面和后方均設有環(huán)狀梁和支柱，由梁和柱支承其全部荷載； 盾尾部即盾構的后部。盾尾部為管片拼裝空間，該空間內裝有拼裝管片的舉重臂。為了防止周圍地層的土、地下水及背后注入的填充漿液竄入該部位，物設置尾封裝置。盾尾密封是為了防止周圍地層的土砂、地下水、背后注入漿液、開挖面上的泥水、泥土從盾尾間隙流向盾構而設置的封裝措施。尾封通常使用鋼絲刷、尿烷橡膠或者兩者的組合。另外，最近作為防止高壓地下水的措施，有人在鋼絲刷之間的空隙處加壓注入密封材和潤滑劑等填充材及采用4層鋼絲刷密封，從而把耐地下水壓的能力提高到1.1MPa。在小曲率半徑曲線段施工時，可以把盾構機做成可以折成2節(jié)、3節(jié)的中折形式。中折裝置的設置不僅可以減少曲線部位的超挖量，而且由于彎曲容易，使盾構千斤頂?shù)呢摀靡詼p輕，推進時作用在管片上的偏壓減小，故使施工性得以提高。盾構機的推進是靠設置在支承環(huán)內側的盾構千斤頂?shù)耐屏ψ饔迷诠芷?，進而通過管片產生的反推動力使盾構前進的。擋土機構是為了防止掘削時，掘削面地層坍塌和變形，確保掘削面穩(wěn)定而設置的機構。該機構因盾構種類的不同而不同。對泥水盾構而言，擋土機構是泥水艙內的加壓泥水和刀盤面板。對土壓盾構而言，擋土機構是土艙內的掘削加壓土和刀盤面板。對機械式盾構、封閉式（土壓式、泥水式）盾構而言，掘削機構即掘削刀盤；掘削刀盤即作轉動或搖動的盤狀掘削器，由掘削地層的刀具、穩(wěn)定掘削面的面板、出土槽口、轉動或搖動的驅動機構、軸承機構等構成。刀盤設置在盾構機的最前方，其功能是既能掘削地層土體，又能對掘削面起一定支承作用從而保證掘削面的穩(wěn)定。就土壓盾構而言，排土機構由螺旋輸送機、排土控制器及盾構機以外的泥土運出設備構成。螺旋輸送機的功能是把土艙內的掘削土運出、經排土控制器送給盾構機外的泥土運出設備（至地表）。盾構法隧道的主要優(yōu)點是在盾構支護下進行地下工程的暗挖施工，不受地面交通、河道、航運、潮汐、季節(jié)氣候等條件的影響，能較經濟合理地保證隧道安全施工；盾構的推進、出土、襯砌拼裝等可實現(xiàn)自動化、智能化和施工遠程信息化，掘進進度快，施工勞動強度低；地面人文自然景觀受到良好的保護，周圍的環(huán)境不受盾構施工干擾；在松軟的地層中，開挖埋置深度較大的長距離、大直徑隧道，具有經濟、技術、安全等方面的優(yōu)越性；但盾構機械的造價昂貴，隧道的襯砌、運輸、拼裝、機械安裝等工藝復雜；在飽和和含水的松軟地層中施工，地表的沉陷風險較大；需要設備制造、氣壓設備供應、襯砌管片預制、襯砌結構防水及堵漏、施工測量場地布置、盾構轉移等技術配合，系統(tǒng)工程協(xié)調復雜；建造短隧道時經濟性差；對隧道施工半徑過小或隧道埋深過淺時，施工難度教大。3、盾構中的動態(tài)施工所謂“動態(tài)施工”應該從廣泛的意義去理解。根據(jù)暴露出的圍巖狀態(tài)采取相應的對策是隧道施工的基本原則。這里所謂的“動態(tài)”是指隧道施工工程中的地質條件是不斷變化的；其力學動態(tài)也是不斷變化的，因此施工工程就不可能是一成不變的。我們在施工過程中，采用不同的技術和方法，都是為了適應這種“動態(tài)”變化的。施工隧道的各種決策都要在施工階段的地質技術、量測技術和質量技術的基礎上進行管理，這就是動態(tài)施工的意義。動態(tài)施工和動態(tài)設計是不可分離的。設計單位提供的設計，在沒有通過實踐檢驗前，始終具有預設計的性質，而正真的設計是在施工過程之中完成和完善的。盾構施工只能前進，不能后退的特征要求盾構沿設計路線高精度推進。一旦對工程條件判斷不準，有可能出現(xiàn)因盾體受力不均，引起的隧道軸線超限，如水環(huán)境引起的隧道上浮、沉降引起的盾體下斜或是盾體左右應力不均引起的偏向。這對于盾構作業(yè)都是災難性的。另外由于刀具選擇錯誤或滾刀數(shù)量配置不足，刀盤可能在隧道內卡死甚至破裂解體。這就要求構建一個充分利用工程建設勘察獲得的及已有資料，“結合施工中獲得的電子電子情報和從各種作業(yè)中獲得的電子情報，根據(jù)使用機械和電子儀器、量測儀器的組合，加以聯(lián)動控制或實現(xiàn)電子網絡的一元化管理，以提高整個過程的生產性”。以對前方施工情況有一個及時詳細的地質勘察資料。改進日本提出的“SIT”等系統(tǒng)。，以期得到適合盾構施工的動態(tài)施工系統(tǒng)。日本提出的動態(tài)施工系統(tǒng)的分為三個子系統(tǒng)：信息收集、通信子系統(tǒng)；分析、評價子系統(tǒng)；決策實施子系統(tǒng)。超前地質預報信息主要采用：TSP方法、超前鉆孔方法、掌子面地質雷達法、數(shù)碼相機超前地質預測、掌子面圍巖級別判定法。監(jiān)控量測采用隧道斷面位移測試法、數(shù)碼相機斷面位移測試法、空隙水壓計法、數(shù)值收斂計法、光纖量測襯砌應力應變技術。在該系統(tǒng)中對采用的解析方法、評價方法及標準以及決策方法有統(tǒng)一的規(guī)定，以便能進行比較和分析。解析方法有位移、應力反分析法、荷載-結構模式解析方法、二維三維FEM法；決策方法有專家系統(tǒng)方法、病害施工事故診斷方法、類比方法；評價方法有模式化方法、標準對應方法、標準模式方法等。對于盾構作業(yè)，因為掌子面沒有操作空間。信息收集、通信子系統(tǒng)的構建困難。針對這一問題。可結合靜力觸探方法，得出解決方案。我團隊在盾構機前方設置靜力觸探裝置，利用探頭可以探測到土層的側阻力和端阻力，以確定土層性質，然后將結果反饋到分析、評價子系統(tǒng)。具體實施方式如圖2所示，在盾體前盾（11）上設置探桿固定裝置（4），將周圍探桿（2）固定到探桿固定裝置（4）上，將中心探桿（1）固定到刀盤（5）中心；在探桿頂端安裝靜力觸探探頭（3）。此時，側視圖如圖3。如圖5所示，在盾構掘進過程中，靜力觸探探頭（3）受到土層的阻力，使探頭內的阻力傳感器（8）產生應變，傳感器的應變傳輸?shù)诫娮钁兤?）轉換為電阻的變化，然后電信號通過電纜（10）反饋至分析、評價子系統(tǒng)，決策實施子系統(tǒng)調整盾構機的工作參數(shù)，或按決策系統(tǒng)指令更換相應構件。另外，由于盾構機工作有較大震動，掌子面地質雷達法不能發(fā)揮作用。但可在盾構前體或在超前導桿上安裝數(shù)碼相機進行攝像及圖像處理來進行地質判設。日本從20世紀90年代開始，就采用地質圖像處理技術對掌子面的地質條件進行圖像處理，提煉出與圍巖分級有關的參數(shù)，對圍巖分級進行修正。此方法不僅適用于對圍巖分級的修正，也可以用來對掌子面前方的地質情況進行預測。圖像系統(tǒng)是由圖像測定、圖像處理及地質解析三部分構成的，在本動態(tài)系統(tǒng)中，分別歸于以下系統(tǒng)。數(shù)碼相機一般處理方法如下圖6。如結合超前探桿，則可以得到取得類似效果。 圖像攝影系統(tǒng)掌子面、周邊原圖像信息收集通信子系統(tǒng) 原圖像處理 分割圖像處理圖像處理系統(tǒng) 圖像處理圖像系統(tǒng) 不連續(xù)面情報 巖類巖級情報 分析、評價子系統(tǒng) 地質解析 不連續(xù)面判定地質解析系統(tǒng) 優(yōu)先度判定 巖類巖級劃分判定 掌子面前方地質預測 圖64、總結整個動態(tài)施工作業(yè)流程可表示為下圖。圖7Part 2 隧道跨度對穩(wěn)定性影響（對基于RMR的大跨度圍巖分級（數(shù)值）方法探究的改進）1、 假設（1） 圍巖為均質體；（2） 施工對硐室周邊的影響相同；（3） 認為破壞為剪壞，服從摩爾定理；（4） 土層厚度按無限大考慮；（5） 令K=f /G，G為滑動力，f為內聚力。K相同時，認為圍巖穩(wěn)定性相同；（6） =20KN/m3；（7） 考慮應力拱效應，影響深度： （8） 粘聚力以剪力形式提供抗力時，考慮正應力的影響，當HHq時，巖土體受力形式接近水體。設Hq時，各向力均為粘聚力C，破壞面上有一面凌空，可認為巖土體應力充分釋放，粘聚力為0；中間按線性變化。若受力方向與剪切方向垂直，粘聚力以彈力方式作用；2、 計算原理如圖：（1） 假設一個矩形的硐室；（2） 在硐室的四邊上，尋找兩個點，并通過兩點生成一條任意的曲線f(x)，作為破壞邊界；（3） 運用Matlab迭代運算，搜索使K最小的破壞點和破壞線；（4） 最后得到當破壞點在硐室上角點，f(x)為直線， 級圍巖的破壞角為12.5O ，級圍巖27.5度，級圍巖破壞角為角為45.5O，破壞點間的距離為B時，K值最?。唬?） 參考RMR分類把巖石穩(wěn)定性分為五類記為1、2、3、4、5。K的范圍03.5為5類，3.58為4類，823為3類，23105為2類，105172為1類；3、 按以上成果，在典型計算地質條件下，取不同的跨度，得到如下結果?？梢娍缍冗_到75m以后，圍巖穩(wěn)定性級別都變?yōu)?。圍巖越好，對跨度的變化越不敏感。具體計算結果見下表。4、 本模型沒有考慮裂縫的影響在abaqus中建模，c=400kpa，=50O ，E=30Gpa。圓形隧道，直徑15m。得到的塑性區(qū)如圖12，水平位移和豎向位移分別為圖13、圖14。再在隧道周圍用低c,的土體代替原巖，模擬裂隙。示意圖如圖15.得到的應力圖，如圖16。所對應的塑性區(qū)和水平和豎向應變分別為圖17、圖18、圖19、圖20、圖21。4.1 塑性區(qū)首先討論塑性區(qū)，由于裂縫位置，首先c、值遠小于其他區(qū)域，在其他區(qū)域還沒有初出現(xiàn)塑性變形時，此區(qū)域已經不再收斂，abaqus程序停止計算。所以這些區(qū)域即圖17、圖18、圖19、圖20塑形區(qū)域只出現(xiàn)在裂縫處，換句話說若是考慮防震動，可人為造成弱化區(qū)，使之耗能保護結構。說明在隧道壁上設置隔震溝槽是可行的。4.2 應力 該模型沒有考慮地應力的影響?？涨坏拇嬖谑沟每涨簧喜啃纬梢粋€小應力區(qū)（圖16），若使用一個更大的模型，有可能是形成土拱，使這部分只承受自身重力。水平裂縫對應力分布影響不大，只會在局部區(qū)域形成應力釋放和應力集中。豎向裂縫極大的影響內力分布，對比圖16左上和右上及左下圖可明顯觀察到分布差異很明顯。 僅從數(shù)值上看（圖22、圖23、圖24）最大值從無豎向裂隙的552kpa增加到820kpa可見一斑。觀察三條不同位置的豎向裂縫，其中在隧道上方貫通的裂縫（對稱布置）直接不收斂，無法計算；兩條有結果的裂縫對比，在隧道上方的裂縫長度只有模型高度一半（15m）得到的最大應力820kpa，大于在隧道一側貫通裂縫（30m）800kpa。但裂縫的出現(xiàn)可使離隧道水平距離較小的區(qū)域，應力盡快恢復成地應力。所以在隧道施工時，應更加注意隧道頂板上的裂縫探測和檢測，若要避免擾動周圍土體，可考慮在隧道頂部以上底面打孔。4.3 位移。圖20可以很明顯觀察到隧道側面的上部無論什么情況下都是，水平位移最大的區(qū)域，所以應加強隧道洞肩的位移監(jiān)控。圖21可見無論何種破壞模式，洞頂都十分危險。豎向貫通長裂縫、隧道洞肩范圍內貫通裂縫對水平位移貢獻都很大，在施工中應引起注意。詳情見圖25、圖26、圖27。最大值由0.45變成0.8和0.7。隧道貫通的裂縫對豎向裂縫的貢獻都很大。5、總結裂縫對圍巖的穩(wěn)定有極大的作用，施工時應注意隧道頂部裂縫引起的應力增加。和隧道洞肩裂縫引起的局部應力增大。但在也可充分利用裂縫的作用，降低對周圍的影響。6、 對比前后破壞路徑對比圖10和圖12，及圖20可以發(fā)現(xiàn)，破壞的點都是洞肩，前后結果相同。但是破壞路徑，似乎不太一樣。其實不然，在圖10的數(shù)值模擬中，在沒有考慮影響范圍時，結果為90度?？紤]土拱效應后，影響范圍不會無限擴大。勢必在隧道頂某一點相交，當巖土體為均值時，破壞線與水平面的夾角，基本相等。可見其實兩種破壞線是等價的。,1 百度文庫 盾構法隧道概述2 譚偉姿 盾構法隧道施工技術講座3 百度文庫 盾構施工技術4 關寶樹 隧道工程施工要點集 人民交通出版社5 劉漢龍創(chuàng)新團隊 一種盾構超前探測方法6 徐來 基于RMR的大跨度圍巖分級（數(shù)值）方法探究（改進版）7 周文波.盾構法隧道施工技術及應用M. 北京:中國建筑工業(yè)出版社, 20048 張厚美, 盾構隧道的理論研究與施工實踐M.北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 20109 陳湘生等. 復雜環(huán)境下盾構下穿運營隧道綜合技術M.北京: 中國鐵道出版社201110 陳饋等.盾構施工技術M.北京: 人民交通出版社, 200911 盾構法隧道施工與驗收規(guī)范(GB50446-2208).北京: 中國建筑工業(yè)出版附件 基于RMR的大跨度圍巖分級（數(shù)值）方法探究摘要我國高速發(fā)展，對交通容量提出更高要求。隧道作為高速交通的重要一環(huán)，常常是一條線路的關鍵性工程。因此對隧道的研究受到越來越多的研究者的注意。對于隧道施工研究者，圍巖分級尤為重要。在羅曼提出圍巖分級的兩百多年的時間里，根據(jù)不同的工程目的，出現(xiàn)了許許多多的圍巖分級法則和方法。發(fā)展到現(xiàn)在日趨完備。但面對近年來出現(xiàn)的大跨度地下工程，傳統(tǒng)方法顯得捉襟見肘。大型數(shù)字化模擬方法的出現(xiàn)為思維方法的引導提供了新的可能。本文通過建立隧道破壞模型，基于RMR分類，把大跨度隧道圍巖的分級，通過等安全系數(shù)K的方法轉化為小跨度圍巖分級。首先，建立最簡化模型model1，對比計算出的結果與常識的符合度，通過對比，認為該模型可靠。考慮影響深度，和剪應力的變化，優(yōu)化model1得到模型model2，對計算結果進行分析，總結出巖土體破壞特點，對模型model2做部分修改得到模型model3，以K值最小，來確定最危險破壞面。作為土體破壞面。同時，根據(jù)RMR分類法，不同支護條件下開挖的自穩(wěn)時間和巖體強度指標的對應關系表1-3。得出不同圍巖級別下穩(wěn)定系數(shù)K的取值范圍，根據(jù)原理K=F/G（F為抵抗巖土體移動的力，G為巖土體運動的動力），K值越大巖土體越穩(wěn)定。對得出的K值進行修正。將得到的破壞面和修正后的K值，對模型model3進行優(yōu)化，得到模型model4。通過RMR分類提供的模型，對模型model4進行檢驗，模型model4滿足精度要求。最后用模型model4對不同跨度的圍巖進行分級。RMR分類RMR分類是由Rieniawski在1973年提出，1989年發(fā)表于工程巖體分類一書中。RMR分類是由巖塊強度、RQD值等5類參數(shù)綜合組成的。見表1-1。RMR值變化在0100之間，據(jù)RMR值把巖體分為5級，同時RMR分類還給出了巖體類別與相應的不支護下開挖的自穩(wěn)時間和巖體強度指標對應關系見表1-2主要探究內容和方法大跨度（隧道）圍巖若能與普通跨度（隧道）圍巖建立聯(lián)系，大跨度圍巖分級問題也能迎刃而解。因此，主要問題轉化為建立大跨度隧道與普通隧道的聯(lián)系。一般來說，對隧道的同一斷面，不考慮大跨的影響，隧道頂面和側面應有同樣的圍巖條件。因此只需測定側面圍巖條件，再加入跨度的影響，就可以對大跨度圍巖做出合理分級。因此，主要的工作是：1、 建立一個可靠的小跨度圍巖分類模型；2、 找出一個對于大、小跨度圍巖都穩(wěn)定的圍巖分級指標；本文探究的主要工程目的是探究一種能指導施工支護的圍巖分級方法。RMR分類提供的自穩(wěn)時間很好的滿足這一要求，并且指標可視性強。而且RMR分類從巖體的結構特征和完整性（RQD值、節(jié)理間距、節(jié)理條件）、巖石強度、地下水等圍巖穩(wěn)定性因素，較全面的給出了可靠的圍巖分級。因此，本文以RMR分類法作為基礎模型。在此基礎上改進得到滿足精度的結果。Model 1建立最簡化模型model1。受力情況如圖所示假設1、 大跨度只影響頂部圍巖狀況。2、 圍巖為均質體。3、 硐室為正方體。4、 不考慮施工對結構的影響。5、 不考慮硐室頂部的正應力。6、 認為破壞為剪壞。服從摩爾定理。7、 洞頂?shù)钠茐臑槿切螀^(qū)域。8、 令K= f /G，G為滑動力，f為內聚力。K相同時，認為圍巖為同一等級。9、 影響深度按無限大考慮。圖一1、計算不同級別圍巖的K值范圍運用MATLAB計算，=20KN/m3,結果如下Vector_.四個參量分別是粘聚力、巖土體重度、寬度、角度（）?？梢姰斊茐拿娼咏?時，最安全最不易破壞，極限情況當角度等于0，即無破壞面，土體最安全。與現(xiàn)實情況符合。左圖假設粘聚力沿破壞面方向以剪力形式提供抗力得出的結果，右圖是粘聚力以彈力形式提供抗力得出的結果。變化規(guī)律相同?？梢韵嗷ビ∽C。而且可以由圖中數(shù)據(jù)看出。最危險破壞面，即K值最小面（kmin），對應的破壞面為接近90，不為90度的原因是，為避免數(shù)據(jù)出錯（tan x在分母），對破壞角作處理的導致的。所以最危險的面可能為90面。 Model 2 1、考慮應力拱效應，影響深度： Hp=（22.5）hq hq=0.45*2s-1 =1+i*(B-5)式中 s 圍巖級別 寬度影響系數(shù)B 地下結構的寬度I B5m時 i=0.1;S在13時Hp=2hq，否則取Hp=2.5hq；2、粘聚力以剪力形式提供抗力時，考慮正應力的影響，當HHq時，巖土體受力形式接近水體。設Hq時，各向力均為粘聚力C，破壞面上有一面凌空，可認為巖土體應力充分釋放，粘聚力為0；中間按線性變化。若受力方向與剪切方向垂直，粘聚力以彈力方式作用?？梢缘贸鼋Y論，粘聚力越大，圍巖越穩(wěn)定。隨粘聚力減小，圍巖破壞面角度增大。Vector_各項分別為粘聚力、重度、跨度、破壞面夾角、內摩擦角、影響范圍、圍巖等級。 Model 3 在模型2的基礎上計算破壞面。1、 粘聚力大時，巖土體圍巖穩(wěn)定。粘聚力小時，圍巖不穩(wěn)定。在最大粘聚力條件下計算破壞角和此條件下的穩(wěn)定系數(shù)。最小粘聚力條件下計算破壞角和此條件下的穩(wěn)定系數(shù)。K值越大越安全?？砂袺值的范圍調整為程序1 model1下計算K值范圍x2=20;x3=1;kmax=0;kmin=100000;vector_kmax=0 0 0 0;vector_kmin=0 0 0 0;b=1 1 1 pi/180;for x1=1:100 for x4=pi/360:pi/180:85*pi/180 x=x1 x2 x3 x4; K=fun1(x); if kmax=K kmin=K; x=x./b; vector_kmin=x; end endendvector_kmax,kmax,vector_kmin,kminfunction K=fun1(x)K=(4*x(1)/(x(2)*x(3)*sin(x(4);程序2 model2下計算k值的程序x2=20;x3=1;x5=10*pi/180;side2=5;kmax=0;kmin=100000;vector_kmax=0 0 0 0 0 0 0;vector_kmin=0 0 0 0 0 0 0;b=1 1 1 pi/180 pi/180 1 1;side=x3 side2;Hq=fun2(side);for x1=1:100 for x4=pi/360:pi/180:85*pi/180 x=x1 x2 x3 x4 x5 Hq side2; K=funx4(x); if kmax=K kmin=K; x=x./b; vector_kmin=x; end endendvector_kmax,kmax,vector_kmin,kminfunction K=funx4(x)h=0.5*x(3)*tan(x(4);Hq=x(6);if h=HqG=0.25*x(2)