地下結(jié)構(gòu)計(jì)算原理和設(shè)計(jì)方法

1、目錄§4.1 概述§4.2 結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計(jì)算方法§4.3 設(shè)計(jì)模型與計(jì)算方法§4.4結(jié)構(gòu)計(jì)算原理和設(shè)計(jì)方法中的新進(jìn)展§4.5 工程設(shè)計(jì)實(shí)例§4.1概述4.1.1結(jié)構(gòu)的分類(lèi)按照結(jié)構(gòu)形式的不同，(1) 拱形結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)可分為五大類(lèi)：按其適用范圍和構(gòu)造形式又可分為噴錨襯砌、半襯砌、厚拱薄墻襯砌、直墻拱襯砌、曲墻拱襯砌、落地拱襯砌和雙連拱襯砌等拱形結(jié)構(gòu)。（2）圓形和矩形管狀結(jié)構(gòu)軟土中的鐵道或穿越江、河底的越江隧道常采用圓形和矩形管狀結(jié)構(gòu)，一般做成裝配式的管片或管節(jié)，在施工時(shí)利用盾構(gòu)、頂管或沉管法掘進(jìn)或沉放施工。（3）框架結(jié)構(gòu)軟土中淺埋明挖施工的鐵道

2、車(chē)站常采用箱形結(jié)構(gòu)，計(jì)算這種結(jié)構(gòu)常采用框架的計(jì)算理論并稱(chēng)之為框架結(jié)構(gòu)。軟土中的架結(jié)構(gòu)。（4）薄殼結(jié)構(gòu)廠房、醫(yī)院或指揮所也常采用框巖石中油庫(kù)罐室的頂蓋多采用穹頂，軟土中的廠房有的采用圓形沉井結(jié)構(gòu)，其頂蓋也可用穹頂。（5）異形結(jié)構(gòu)異形結(jié)構(gòu)指非圓形和非矩形管狀結(jié)構(gòu)，在軟土地層中采用盾構(gòu)法施工時(shí)有雙圓形襯砌結(jié)構(gòu)、三圓形襯砌結(jié)構(gòu)、橢圓形襯砌結(jié)構(gòu)等。圖 3-7 拱形結(jié)構(gòu)噴砼 噴砼 鋼筋砼 錨桿支護(hù) 鋼筋砼 噴砼 對(duì)穿錨索 噴砼 預(yù)應(yīng)力錨索 2006-10-11圓形和矩形管狀結(jié)構(gòu) 可分為整體式和裝配式兩種：圖 3-8 襯砌結(jié)構(gòu)形式圖 3-9 裝配式襯砌結(jié)構(gòu)圖 3-10 裝配式圓管結(jié)構(gòu)的構(gòu)造框架結(jié)構(gòu)10001

3、異形結(jié)構(gòu)a 雙圓盾三圓盾構(gòu)圖 3-11異形圖4 北京天外天商場(chǎng)暗挖五跨連拱隧道5§4.2 結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計(jì)算方法按襯砌與地層相互作用方式的不同，結(jié)構(gòu)計(jì)算方法大致可分為兩類(lèi)：1）荷載結(jié)構(gòu)法；2）地層結(jié)構(gòu)法。4.2.1荷載結(jié)構(gòu)法p 認(rèn)為地層對(duì)結(jié)構(gòu)的作用只是產(chǎn)生作用在結(jié)構(gòu)上的荷載（包括主動(dòng)的地層壓力和的地層抗力）p 以計(jì)算襯砌在荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力和變形的方法稱(chēng)為荷載結(jié)構(gòu)法，該方法有時(shí)又稱(chēng)為結(jié)構(gòu)力學(xué)法。荷載結(jié)構(gòu)法又有以下三種模式：主動(dòng)荷載模式不考慮地層與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用。該計(jì)算模式主要適用于采用淺埋暗挖或明挖法施工的城市地鐵及明洞工程。主動(dòng)荷載加荷載模式認(rèn)為地層不僅對(duì)結(jié)構(gòu)施加主動(dòng)荷載，而且通

4、過(guò)支護(hù)抗力來(lái)約束支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。適用于實(shí)際荷載模式的地層條件。采用量測(cè)儀器實(shí)地量測(cè)作用在襯砌上的荷載大小，該數(shù)值綜合反映了地層與襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用。某一種實(shí)地量測(cè)的荷載，只能適用于與其類(lèi)似的情況（包括地層、襯砌及回填）。實(shí)際工程中，主動(dòng)荷載加荷載模式應(yīng)用較多。主動(dòng)荷載又可分為主要荷載、附加荷載、偶然荷載以及特殊荷載等。(a)主要荷載即長(zhǎng)期的、經(jīng)常作用的荷載，如地層、支護(hù)結(jié)構(gòu)的自重、水及活載等。應(yīng)當(dāng)指出，在圍巖分類(lèi)及確定圍巖工程類(lèi)比法起著不容忽視的作用。的研究中，靜水可按低水位考慮。對(duì)于沒(méi)有仰拱的襯砌結(jié)構(gòu)，車(chē)輛活載直接傳給地層。對(duì)于設(shè)有仰拱的襯砌結(jié)構(gòu)，車(chē)輛活載對(duì)拱、墻結(jié)構(gòu)的受力影響根據(jù)具體情

5、況而定，一般可略去不計(jì)。(b)附加荷載即偶然的、非經(jīng)常作用的荷載，如溫差應(yīng)力，灌漿，凍脹力及力等。其中主要的是力，其計(jì)算按照相關(guān)的抗震規(guī)范取值設(shè)計(jì)。民防工程則考慮的沖擊、侵徹、作用引起的動(dòng)力荷載。計(jì)算荷載應(yīng)根據(jù)以上兩類(lèi)荷載同時(shí)存在的情況進(jìn)行組合。一般主要考慮主要荷載，只有在某些特殊情況，如7級(jí)以區(qū)，或嚴(yán)寒地區(qū)凍脹性土壤的洞口段襯砌，按主要荷上載加附加荷載來(lái)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)，但此時(shí)可采用較低的安全系數(shù)。民防工程則應(yīng)依設(shè)防等級(jí)確定附加動(dòng)載及等效靜載。隧道襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算的主要內(nèi)容有：p 按工程類(lèi)比法初步擬定襯砌斷面的幾何確定作用在襯砌結(jié)構(gòu)上的荷載；，p 進(jìn)行力學(xué)計(jì)算，求出襯砌截面的內(nèi)力（彎矩和軸力）；p 對(duì)截

6、面進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)襯砌截面的承載安全系數(shù)K值。p 早年有彈性連續(xù)框架（含拱形構(gòu)件）法、假定抗力法和彈性地基梁（含曲梁）法等p 按采用的地層變形理論的不同分為局部變形理論計(jì)算法和共同變形理論計(jì)算法。p 由于采用荷載結(jié)構(gòu)法進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算是一個(gè)非線(xiàn)性問(wèn)題，可以采用簡(jiǎn)化假定或迭代求解。4.2.2 地層結(jié)構(gòu)法p 認(rèn)為襯砌與地層一起受力變形的整體，并可按連續(xù)介質(zhì)力學(xué)原理來(lái)計(jì)算襯砌和周邊地層的計(jì)算方法，稱(chēng)這種方法為地層結(jié)構(gòu)法。p 地層結(jié)構(gòu)法認(rèn)為結(jié)構(gòu)周?chē)牡貙硬粌H能對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生荷載，而且其自身也能承受荷載，結(jié)構(gòu)是否安全可靠，首先取決于周?chē)貙拥姆€(wěn)定狀態(tài)。p 地層結(jié)構(gòu)法進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算的特點(diǎn)是，不僅計(jì)算襯砌結(jié)構(gòu)的

7、內(nèi)力，而且計(jì)算洞室周?chē)貙拥膽?yīng)力。p 只是對(duì)圓形洞室的解發(fā)展比較完善。p 由于材料非線(xiàn)性、幾何非線(xiàn)性、節(jié)理和其它不連續(xù)特征以及開(kāi)挖效應(yīng)等許多復(fù)雜的工程因素，一般只 能借助有限單元法等數(shù)值方法進(jìn)行計(jì)算。§4.3 設(shè)計(jì)模型與計(jì)算方法4.3.1設(shè)計(jì)模型1.世界各國(guó)隧道設(shè)計(jì)模型(ITA)在1978年成立了隧道國(guó)際隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型研究組，收集和匯總了各會(huì)員國(guó)目前結(jié)構(gòu)的方法，結(jié)果列于表1-1。經(jīng)過(guò)采用的設(shè)計(jì)總結(jié)，國(guó)際隧協(xié)認(rèn)為可將其歸納為以下四種模型：(1) 以參照已往隧道工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行工程類(lèi)比為主的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法；(2) 以現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)和試驗(yàn)為主的實(shí)用設(shè)計(jì)方法，例如以洞周位移量測(cè)值為根據(jù)的收斂限；(

8、3) 作用反作用模型，例如對(duì)彈性地基圓環(huán)和彈性地基框架建立的計(jì)算法等；(4) 連續(xù)介質(zhì)模型，包括法和數(shù)值法，法中有封閉解，也有近似解，數(shù)值計(jì)算法目前主要是有限單元法。表1-1盾構(gòu)開(kāi)挖的軟土質(zhì)隧道噴錨鋼拱支撐的軟土質(zhì)隧道中硬石質(zhì)的深埋隧道明挖施工的框架結(jié)構(gòu)奧地利彈性地基圓環(huán)彈性地基圓環(huán)，有限元法，收斂約束法經(jīng)驗(yàn)法彈性地基框架西德覆蓋層厚<2D，頂部無(wú)支撐的彈性地基圓環(huán)，覆蓋>3D，全支撐彈性地基圓環(huán)，有限元法同左全支撐彈性地基圓環(huán)， 有限元法，連續(xù)介質(zhì)和收斂法彈性地基框架（底分布簡(jiǎn)化）法國(guó)彈性地基圓環(huán)有限元法有限元法，作用反作用模型，經(jīng)驗(yàn)法連續(xù)介質(zhì)模型，收斂法，經(jīng)驗(yàn)法局部支撐彈性地基

9、圓環(huán)局部支撐彈性地基圓環(huán)，經(jīng)驗(yàn)法加測(cè)試有限元法彈性地基框架，有限元法，特征曲線(xiàn)法彈性地基框架， 有限元法中國(guó)自由變形或彈性地基圓環(huán)初期支護(hù)：有限元法， 收斂法二期支護(hù)：彈性地基圓環(huán)初期支護(hù)：經(jīng)驗(yàn)法支護(hù)：作用和反作用模型大型洞室：有限元法彎矩分配法解算箱形框架作用反作用模型有限元法，有時(shí)用收斂法英國(guó)彈性地基圓環(huán)繆爾伍德法收斂約束法，經(jīng)驗(yàn)法有限元法，收斂法，經(jīng)驗(yàn)法矩形框架美國(guó)彈性地基圓環(huán)彈性地基圓環(huán)，作用反作用模型彈性地基圓環(huán)，Proctor-White方法，有限元，錨桿經(jīng)驗(yàn)法彈性地基上的連續(xù)框架2.中國(guó)隧道及工程設(shè)計(jì)模型Ppppp經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比模型荷載結(jié)構(gòu)模型地層結(jié)構(gòu)模型收斂限制模型o。其原理是按彈-

10、收斂限制模型的計(jì)算理論是收斂限塑-粘性理論等推導(dǎo)公式后，在以洞周位移為橫坐標(biāo)、支護(hù)反力為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)平面內(nèi)繪出表示地層受力變形特征的洞周收斂線(xiàn)，并按結(jié)構(gòu)力學(xué)原理在同一坐標(biāo)平面內(nèi)繪出表示襯砌結(jié)構(gòu)受力變形特征的支護(hù)限制線(xiàn)，得出以上兩條曲線(xiàn)的交點(diǎn)，根據(jù)交點(diǎn)處表示的支護(hù)抗力值進(jìn)行襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2006-10-25u圖 3-13 荷載結(jié)構(gòu)模型直墻式襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算圖 3 12 假圖形圖 3-15假定抗力圖法結(jié)構(gòu)計(jì)算圖 3-14 自由變形圓環(huán)法結(jié)構(gòu)計(jì)算圖 3-24鐵道通道的計(jì)算簡(jiǎn)圖二、地層結(jié)構(gòu)模型計(jì)算方法1、概述主要包括：地層的合理化模擬、結(jié)構(gòu)模擬、施工過(guò)程模擬以及施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)與周?chē)貙拥南嗷プ饔谩⒌貙优c結(jié)

11、構(gòu)相互作用的模擬。2、地層的模擬有各向同性線(xiàn)彈性、非線(xiàn)性彈性及彈塑性體或橫觀各向異性、正交各向異性線(xiàn)彈性體；考慮周?chē)貙訒r(shí)間效應(yīng)的粘彈性、粘彈塑性模型；由于水在圍巖及土體中的滲流，先后發(fā)展了滲流耦合模型，考慮到土體中孔隙水發(fā)展了固結(jié)模型等。的變化，對(duì)巖體內(nèi)部存在的節(jié)理、裂隙等常見(jiàn)的地質(zhì)現(xiàn)象，一般為接觸面材料，采用節(jié)理單元模擬。3、 施工過(guò)程的模擬（時(shí)空效應(yīng)）（1） 時(shí)空效應(yīng)vv掘進(jìn)面 Zz圖 3-27 時(shí)空效應(yīng)圖（2）初始地應(yīng)力的計(jì)算初始地應(yīng)力可采用有限元計(jì)算法和設(shè)定水平側(cè) 系數(shù)法。對(duì)巖石地層，初始地應(yīng)力分為自重地應(yīng)力和構(gòu)造地應(yīng)力兩部分。其中自重地應(yīng)力由有限元法求得，構(gòu)造地應(yīng)力可假設(shè)為均布或線(xiàn)

12、性分布等。對(duì)軟土地層，常需根據(jù)水平側(cè)系數(shù)計(jì)算初始地應(yīng)力。（3）施工過(guò)程的有限元模擬工程開(kāi)挖施工過(guò)程主要包括巖土體分部開(kāi)挖及支護(hù)結(jié)構(gòu)的分層設(shè)置等。用以模擬上述不同施工階段的力學(xué)性態(tài)的有限元方程可寫(xiě)為( K + D K) D d = D F + D Fia ( i = 1, K M )iir0i任一施工階段的位移、應(yīng)變和應(yīng)力為iåk = 1d D di =kiåk = 1e =i D ekiåk = 1si = s + D s0k（4）注漿模擬在施工過(guò)程中，注漿是常用的地層加固方法，在施工模擬時(shí)，通常采用材料替換法進(jìn)行模擬。注漿后的地層用一種新的材料模擬，以反映注漿后

13、材料的力學(xué)性質(zhì)的變化。4、結(jié)構(gòu)的模擬結(jié)構(gòu)的合理化模擬對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力有很大影響。錨噴支護(hù)一般采用桿單元模擬，也可對(duì)錨桿加固區(qū)的圍巖取用提高的、加以考慮；支撐、鋼支架及襯砌一般采用梁?jiǎn)卧M。襯砌結(jié)構(gòu)也可采用四邊形等參單元模擬，連續(xù)墻、樁一般也采用梁?jiǎn)卧M。桿單元或梁?jiǎn)卧伎梢圆捎脧椝苄阅Ｐ?、粘彈性模型以及和溫度有關(guān)的本構(gòu)關(guān)系。對(duì)盾構(gòu)隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以采用均質(zhì)圓環(huán)模型、梁彈簧模型等。梁彈簧模型充分反映了結(jié)構(gòu)的連接和受力特性； 對(duì)梁彈簧模型，管片采用直(曲)梁?jiǎn)卧M，管片之間以及 環(huán)間接頭用彈簧單元模擬。2004-11-15a 2a 2nng g2211ssja 1a 1梁接頭不連續(xù)模型§

14、;4.4結(jié)構(gòu)計(jì)算原理和設(shè)計(jì)方法中的新進(jìn)展4.4.1新奧法與復(fù)合式襯砌1、概述新奧法（簡(jiǎn)稱(chēng)NATM），是奧地利學(xué)者在長(zhǎng)期工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上創(chuàng)立于20世紀(jì)50年代，并于1962年正式命名的一種隧道工程方法。基本原則是盡量利用工程周?chē)鷩鷰r的自承載能力。具體做法是先用柔性支護(hù)（通常為噴錨，稱(chēng)為次支護(hù)）圍巖的變形及應(yīng)力重分布，使之達(dá)到新的平衡，然后再進(jìn)行混凝土襯砌）。性支護(hù)（通常為整體模筑鋼筋復(fù)合支護(hù)是以新奧法為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的一種新型支護(hù)結(jié)構(gòu)，該襯砌是采用錨噴支護(hù)做初期支護(hù)，采用模筑混凝土做二次襯砌的一種組 合襯砌（二層間有或無(wú)防水層）結(jié)構(gòu)。復(fù)合襯砌支護(hù)的基本原理在于：1）充分利用或發(fā)揮圍巖的自承能

15、力；2）增強(qiáng)圍巖的強(qiáng)度，均衡圍巖應(yīng)力的分布，圍巖有一定程度的變形，以減小對(duì)支護(hù)的圍巖；3）利用現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)值進(jìn)行反饋施工。2、復(fù)合支護(hù)的構(gòu)造復(fù)合支護(hù)常由初期支護(hù)和二次支護(hù)組成，防水要求較高時(shí)須在初期支護(hù)和兩次支護(hù)間增設(shè)防水層。初期支護(hù)常為噴射混凝土支護(hù)，必要時(shí)增設(shè)錨桿加固圍巖，成為錨噴支護(hù)。石質(zhì)條件較差時(shí)，可在噴層中增設(shè)網(wǎng)筋或型鋼拱架，也可采用鋼噴射混凝土支護(hù)圍巖。施工時(shí)常先施作薄層噴射混凝土封閉圍巖，然后施作錨桿、掛網(wǎng)和分次逐步加厚噴層至設(shè)計(jì)厚度值。穿越石質(zhì)條件極差的斷層破碎帶時(shí)，常需借助設(shè)置超前錨桿和注漿工藝預(yù)先加固地層。對(duì)大斷面洞室，埋深較大、石質(zhì)條件中等、成洞條件較差時(shí)還常施作預(yù)應(yīng)力錨索

16、受力變形狀態(tài)，幫助圍巖保持穩(wěn)定。圍巖的二次支護(hù)常為整體式現(xiàn)澆混凝土襯砌，或?yàn)閲娚浠炷烈r砌，必要時(shí)均借助設(shè)置鋼筋增強(qiáng)截面。錨 桿 支 護(hù)噴 砼鋼 筋 混 凝 土噴砼 噴砼 鋼砼 錨桿支護(hù) 鋼砼 噴砼 對(duì)穿錨索 噴砼 預(yù)應(yīng)力錨索 3、復(fù)合支護(hù)的承載機(jī)理（1） 圍巖破壞的發(fā)展過(guò)程與洞周承載環(huán)圍巖破壞一般自洞周開(kāi)始，首先出現(xiàn)的破壞通常是張性破裂，接著是塑性剪切破壞，如施作支護(hù)，使在洞周形成處于穩(wěn)定狀態(tài)的承載環(huán)，洞室圍巖即可保持穩(wěn)定。形成洞周承載環(huán)的方法有兩種。第法是施作錨噴網(wǎng)支護(hù)加固圍巖，使各包含支護(hù)的截面(或截面的一部分)的原有承載能力可充分發(fā)揮，并能經(jīng)受在應(yīng)力重分布過(guò)程中形成的量值較大的洞周應(yīng)力

17、場(chǎng)和位移場(chǎng)的作用。洞周?chē)鷰r因設(shè)置支護(hù)而導(dǎo)致的設(shè)計(jì)承載力的提高，相當(dāng)于在錨桿所及的范圍內(nèi)形成了承載能力較強(qiáng)的承載環(huán)(以下稱(chēng)第一類(lèi)承載環(huán))。形成洞周承載環(huán)的第二種方法是施作襯砌結(jié)構(gòu)，或施作由噴層（必要時(shí)同時(shí)設(shè)置錨桿和網(wǎng)筋）和襯砌結(jié)構(gòu)共同組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，使襯砌結(jié)構(gòu)或復(fù)合結(jié)為洞周承載環(huán)(以下稱(chēng)第二類(lèi)承載環(huán))。（2）洞室圍巖穩(wěn)定性的判據(jù)增補(bǔ)用于檢驗(yàn)圍巖的抗張拉承載能力的判據(jù)。e = s/( E × K )拉拉判定圍巖是否出現(xiàn)張性破裂的判據(jù)的表達(dá)式e< eN拉4、復(fù)合支護(hù)的計(jì)算在約束圍巖的同時(shí)圍巖產(chǎn)生適當(dāng)?shù)淖冃?，充分發(fā)揮圍巖的自支承能力，以及借助調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)層的施作時(shí)間（適時(shí)支護(hù)）結(jié)構(gòu)層受

18、力的分布，使其承載力提高等，是復(fù)合支護(hù)受力變形的主要特點(diǎn)。適宜于采用地層結(jié)構(gòu)法計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力5、復(fù)合支護(hù)的設(shè)計(jì)方法（1）設(shè)計(jì)荷載的取值 I、II類(lèi)圍巖中的設(shè)計(jì)荷載宜采用荷載結(jié)構(gòu)法計(jì)算，其設(shè)計(jì)荷載可按地層的計(jì)算方法確定，并可認(rèn)為算得的地層即為襯砌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)荷載。 V、VI類(lèi)圍巖中的設(shè)計(jì)荷載宜采用地層結(jié)構(gòu)法計(jì)算，其設(shè)計(jì)荷載可按照計(jì)算開(kāi)挖力的方法確定，并可令開(kāi)挖力均由地層和初期支護(hù)承擔(dān)，二次襯砌不受力，即設(shè)計(jì)計(jì)算僅需檢驗(yàn)洞周地層的穩(wěn)定性。III、IV類(lèi)圍巖中的設(shè)計(jì)荷載仍宜采用地層結(jié)構(gòu)法計(jì)算，其設(shè)計(jì)荷載也仍可由計(jì)算開(kāi)挖力的方法確定。建議開(kāi)挖力由地層（含初期支護(hù)）和二次襯砌共同分擔(dān)。合理確定分擔(dān)比例需要研

19、究。作為方案之一，本文擬建議對(duì)類(lèi)圍巖為地層：二次襯砌=3：7，對(duì)類(lèi)圍巖為7：3。（2）復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)的原理在作截面設(shè)計(jì)時(shí)，不能沿用地面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算理論和公式。設(shè)計(jì)時(shí)，主要應(yīng)確保使其處于彈性受力狀態(tài)，以形成可用于支承圍巖的第二類(lèi)承載環(huán)。具體驗(yàn)算項(xiàng)目及方法為: 抗剪能力驗(yàn)算可采用Druker-Prager準(zhǔn)則或莫爾庫(kù)倫準(zhǔn)則作驗(yàn)算，并在有限元計(jì)算中同時(shí)完成。 抗壓能力驗(yàn)算主要驗(yàn)算截面材料的承壓能力是否足夠。鑒于圍巖可對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形提供側(cè)向約束，在作檢驗(yàn)計(jì)算時(shí)可不考慮構(gòu)件發(fā)生縱向擾曲的可能性。 抗拉能力驗(yàn)算結(jié)構(gòu)截面出現(xiàn)拉應(yīng)力時(shí)，設(shè)定拉應(yīng)力全部由鋼筋承擔(dān)，據(jù)以計(jì)算配筋率。 洞周徑向張應(yīng)變驗(yàn)算主要用于對(duì)圍巖承載力作驗(yàn)算。如不滿(mǎn)足要求，應(yīng)設(shè)置徑向系統(tǒng)錨桿。（3） 截面強(qiáng)度校核 采用荷載結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)的隧道，內(nèi)力計(jì)算結(jié)束后應(yīng)對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的最不利斷面進(jìn)行強(qiáng)度校核，并據(jù)此進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括調(diào)整結(jié)構(gòu)斷面或配筋等。 采用地層結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)隧道結(jié)構(gòu)時(shí)，洞周承載環(huán)也是支護(hù)系統(tǒng)的一部分。因此，截面強(qiáng)度的校核不僅應(yīng)包括對(duì)襯砌截面的校核，而且應(yīng)包括對(duì)洞周?chē)鷰r穩(wěn)定性的校核。4.4.2結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)一、形狀優(yōu)化形狀最優(yōu)準(zhǔn)則主要有：孔邊切向應(yīng)力平方的值最小、孔邊絕對(duì)值最大的切向應(yīng)力最小、圍巖塑性區(qū)面積最小以及結(jié)構(gòu)位移最小等。