隧道襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算原理、公式及強(qiáng)度驗(yàn)算

1、隧道襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算原理、公式及強(qiáng)度驗(yàn)算1、概述2、半襯砌的計(jì)算3、曲墻式襯砌計(jì)算4、彈性地基上直梁的計(jì)算公式5、直墻式襯砌計(jì)算6、襯砌截面強(qiáng)度驗(yàn)算7、襯砌計(jì)算中存在的問(wèn)題第一節(jié) 概述1、隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題2、隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展歷史3、彈性抗力的確定4、襯砌計(jì)算的一般規(guī)定（隧道設(shè)計(jì)規(guī)范）5、隧道襯砌上的荷載類(lèi)型及其組合第一節(jié) 概述1、隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題1）隧道結(jié)構(gòu)是由周邊圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)兩者組成共同的并相互作用的結(jié)構(gòu)體系 ,圍巖具有自穩(wěn)能力,在很大程度上是隧道結(jié)構(gòu)承載的主體。2）凈空斷面的要求（總體設(shè)計(jì)），強(qiáng)度要求（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算）3）對(duì)不同型式的襯砌結(jié)構(gòu)物應(yīng)用不同方法進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算

2、第一節(jié) 概述2、隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展歷史1）磚石、拱形，剛性體，靜力學(xué)原理2）混凝土、超靜定彈性拱，僅考慮了作用在襯砌上的圍巖壓力，而忽視了圍巖對(duì)襯砌的約束作用，沒(méi)有考慮彈性抗力3）考慮彈性抗力的計(jì)算模型，進(jìn)入本世紀(jì)后，通過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)圍巖不僅對(duì)襯砌施加壓力，同時(shí)還約束著襯砌的變形。圍巖對(duì)襯砌變形的約束，對(duì)改善襯砌結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)有利，不容忽視 第一節(jié) 概述第一節(jié) 概述3、彈性抗力的確定（1）彈性抗力的概念（2）局部變形理論與共同變形理論第一節(jié) 概述（1）彈性抗力的概念 襯砌在受力過(guò)程中的變形，一部分結(jié)構(gòu)有離開(kāi)圍巖形成“脫離區(qū)”的趨勢(shì)，另一部分壓緊圍巖形成所謂“抗力區(qū)”，在抗力區(qū)內(nèi)，約束著襯

3、砌變形的圍巖相應(yīng)地產(chǎn)生被動(dòng)抵抗力第一節(jié) 概述（2）局部變形理論與共同變形理論1）Winkle假定，認(rèn)為圍巖是一組各自獨(dú)立的彈簧，每個(gè)彈簧表示一個(gè)小巖柱圍巖彈性抗力系數(shù)k與圍巖的性質(zhì)、襯砌的形狀和尺寸以及荷載類(lèi)型等有關(guān)第一節(jié) 概述2）共同變形理論 把圍巖視為彈性半無(wú)限體，考慮相鄰變形之間的相互影響。縱向變形系數(shù)E、橫向變形系數(shù)表示地層特征，粘結(jié)力C、內(nèi)摩擦角第一節(jié) 概述4、襯砌計(jì)算的一般規(guī)定（隧道設(shè)計(jì)規(guī)范）（1）深埋隧道中的整體襯砌、淺埋隧道中的整體或復(fù)合式襯砌及明洞襯砌等應(yīng)采用荷載結(jié)構(gòu)法計(jì)算。深埋隧道中復(fù)合式襯砌的二次襯砌也可采用荷載結(jié)構(gòu)法計(jì)算。 荷載結(jié)構(gòu)法的設(shè)計(jì)原理認(rèn)為，隧道開(kāi)挖后地層的作用

4、主要是對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生荷載，襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)能安全可靠地承受地層壓力等荷載的作用。計(jì)算時(shí)先按地層分類(lèi)法或由實(shí)用公式確定地層壓力，然后按彈性地基上結(jié)構(gòu)物的計(jì)算方法計(jì)算襯砌內(nèi)力，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)。第一節(jié) 概述（2）采用荷載結(jié)構(gòu)法計(jì)算隧道襯砌的內(nèi)力和變形時(shí)，應(yīng)通過(guò)考慮彈性抗力等體現(xiàn)圍巖對(duì)襯砌變形的約束作用。彈性抗力的大小及分布，對(duì)回填密實(shí)的襯砌構(gòu)件可采用局部變形理論計(jì)算確定（3）級(jí)圍巖中，復(fù)合式襯砌的初期支護(hù)主要按工程類(lèi)比法設(shè)計(jì)。其中、級(jí)圍巖的支護(hù)參數(shù)應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定，計(jì)算方法為地層結(jié)構(gòu)法。（4）復(fù)合式襯砌中二次襯砌，級(jí)圍巖中為安全儲(chǔ)備，并按構(gòu)造要求設(shè)計(jì)； 、級(jí)圍巖中為承載結(jié)構(gòu)，可采用地層結(jié)構(gòu)法計(jì)算內(nèi)力和變

5、形第一節(jié) 概述（5）地層結(jié)構(gòu)法設(shè)計(jì)原理：將襯砌和地層視為整體共同受力的統(tǒng)一體系，在滿足變形協(xié)調(diào)的前提下分別計(jì)算襯砌與地層的內(nèi)力，據(jù)以驗(yàn)算地層的穩(wěn)定性和進(jìn)行結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)。第一節(jié) 概述5、隧道襯砌上的荷載類(lèi)型及其組合（1）隧道結(jié)構(gòu)上的基本荷載（2）隧道結(jié)構(gòu)上的荷載及其類(lèi)型第一節(jié) 概述（1）隧道結(jié)構(gòu)上的基本荷載圍巖壓力、結(jié)構(gòu)自重（2）隧道結(jié)構(gòu)上的荷載及其類(lèi)型 作用在襯砌上的荷載，按其性質(zhì)可以區(qū)分為主動(dòng)荷載與被動(dòng)荷載兩大類(lèi)。 主動(dòng)荷載是主動(dòng)作用于結(jié)構(gòu)、并引起結(jié)構(gòu)變形的荷載； 被動(dòng)荷載是因結(jié)構(gòu)變形壓縮圍巖而引起的圍巖被動(dòng)抵抗力，即彈性抗力，它對(duì)結(jié)構(gòu)變形起限制作用。第一節(jié) 概述公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D7

6、0-2004將隧道結(jié)構(gòu)上荷載仿照橋規(guī)分為： 永久荷載 可變荷載 偶然荷載隧規(guī)P28：表6.1.1 作用在隧道結(jié)構(gòu)上的荷載 編號(hào)荷載類(lèi)型荷 載 名 稱(chēng)1永久荷載（恒載）圍巖壓力2結(jié)構(gòu)自重力3填土壓力 水壓力4混凝土收縮和徐變影響力5可變荷載基本可變荷載公路車(chē)輛荷載，人群荷載6立交公路車(chē)輛荷載及其所產(chǎn)生的沖擊力和土壓力7 立交鐵路列車(chē)活載及其所產(chǎn)生的沖擊力和土壓力8其它可變荷載立交渡槽流水壓力9溫度變化的影響力10凍脹力 施工荷載11偶然荷載落石沖擊力12地震力第一節(jié) 概述荷載組合： 結(jié)構(gòu)自重圍巖壓力附加恒載（基本） 結(jié)構(gòu)自重土壓力公路荷載附加恒載 結(jié)構(gòu)自重土壓力附加恒載施工荷載 溫度作用力 結(jié)構(gòu)

7、自重土壓力附加恒載地震作用附加恒載：伴隨隧道運(yùn)營(yíng)的各種設(shè)備設(shè)施的荷載等。第二節(jié) 半襯砌的計(jì)算半襯砌：拱圈直接支承在坑道圍巖側(cè)壁常用于堅(jiān)硬、較完整的圍巖（、級(jí)）。用先拱后墻法施工時(shí)，在拱圈已做好，但馬口尚未開(kāi)挖前，拱圈也處于半襯砌工作狀態(tài)第二節(jié) 半襯砌的計(jì)算1、基本假定 在垂直荷載作用下拱圈向隧道內(nèi)變形為自由變形，不產(chǎn)生彈性抗力 ； 拱腳產(chǎn)生角位移和線位移，并使拱圈內(nèi)力發(fā)生改變，計(jì)算中除按固端無(wú)鉸拱考慮外，還必須考慮拱腳位移的影響 拱腳沒(méi)有徑向位移，只有切向位移； 對(duì)稱(chēng)的垂直分位移對(duì)拱圈內(nèi)力不產(chǎn)生影響； 拱腳的轉(zhuǎn)角 和切向位移的水平分位移 是必須考慮的第二節(jié) 半襯砌的計(jì)算2、基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)半襯砌

8、的計(jì)算3、正則方程（拱頂切開(kāi)處截面相對(duì)位移為0）式中： 是單位變位，即在基本結(jié)構(gòu)上，因作用時(shí)，在 方向上所產(chǎn)生的變位； 為荷載變位，即基本結(jié)構(gòu)因外荷載作用，在 Xi方向的變位；f為拱圈的矢高； 拱腳截面的最終轉(zhuǎn)角和水平位移。4、單位變位及荷載變位的計(jì)算 由結(jié)構(gòu)力學(xué)求變位的方法（軸向力與剪力影響忽略不計(jì)）知道：4、單位變位及荷載變位的計(jì)算 在很多情況下，襯砌厚度是改變的，給積分帶來(lái)不便，這時(shí)可將拱圈分成偶數(shù)段，用拋物線近似積分法代替。 5、拱腳位移計(jì)算 單位力矩作用時(shí) 單位水平力作用時(shí) 單位水平力可以分解為軸向分力 和切向分力 ，計(jì)算時(shí)只需考慮軸向分力的影響，作用在圍巖表面的均布應(yīng)力 和拱腳產(chǎn)生

9、的均勻沉陷 為： 的水平投影即為點(diǎn)a的水平位移 ，均勻沉陷時(shí)拱腳截面不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，則有： （3） 外荷載作用時(shí) 在外荷載作用下，基本結(jié)構(gòu)中拱腳點(diǎn)處產(chǎn)生彎矩 和軸向力 ，如圖所示，拱腳截面的轉(zhuǎn)角 和水平位移 為： (4) 拱腳位移 拱腳的最終轉(zhuǎn)角 和水平位移 可分別考慮 和外荷載的影響，按疊加原理求得，可表示為： 6 拱圈截面內(nèi)力 將以上兩組方程代入正則方程可得：令則任意截面處的內(nèi)力為第三節(jié) 曲墻式襯砌計(jì)算 常用于級(jí)圍巖； 拱圈和曲邊墻作為一個(gè)整體按無(wú)鉸拱計(jì)算； 施工時(shí)仰拱是在無(wú)鉸拱業(yè)已受力之后修建的，不考慮仰拱對(duì)襯砌內(nèi)力的影響 ；1 計(jì)算假設(shè) 在主動(dòng)荷載作用下，頂部襯砌向隧道內(nèi)變形而形成脫離區(qū)，

10、兩側(cè)襯砌向圍巖方向變形，引起圍巖對(duì)襯砌的被動(dòng)彈性抗力 上零點(diǎn)b（即脫離區(qū)與抗力區(qū)的分界點(diǎn)）與襯砌垂直對(duì)稱(chēng)中線的夾角假定為 下零點(diǎn)a在墻腳 最大抗力點(diǎn)h假定發(fā)生在最大跨度處附近，計(jì)算時(shí)一般取 為簡(jiǎn)化計(jì)算可假定在分段的接縫上。 抗力圖形的分布假定為二次拋物線 bh段：ha段： 忽略襯砌與圍巖之間的摩擦力 墻腳支承在彈性巖體上，可發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)和垂直位移(無(wú)水平位移)2 、主動(dòng)荷載作用下的力法方程和襯砌內(nèi)力式中 為墻底位移。分別計(jì)算 和外荷載的影響，然后按照疊加原理相加得到2 、主動(dòng)荷載作用下的力法方程和襯砌內(nèi)力由于墻底無(wú)水平位移，故 式中： 是基本結(jié)構(gòu)的單位位移和主動(dòng)荷載位移； 是墻底單位轉(zhuǎn)角； 為基本

11、結(jié)構(gòu)墻底的荷載轉(zhuǎn)角；f 為襯砌的矢高。求得 后，在主動(dòng)荷載作用下，襯砌內(nèi)力即可計(jì)算：在具體進(jìn)行計(jì)算時(shí)，還需進(jìn)一步確定被動(dòng)抗力 的大小，這需要利用最大抗力點(diǎn)h處的變形協(xié)調(diào)條件。 3、最大抗力值的計(jì)算先求出 和 變位由兩部分組成，即結(jié)構(gòu)在荷載作用下的變位和因墻底變位（轉(zhuǎn)角）而產(chǎn)生的變位之和 h點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的 ，則該點(diǎn)的徑向位移約等于水平位移 拱頂截面的垂直位移對(duì)h點(diǎn)徑向位移的影響可以忽略不計(jì)按照結(jié)構(gòu)力學(xué)方法，在h點(diǎn)加一單位力 ，可以求得 和 4、在單位抗力作用下的內(nèi)力 將抗力圖 視為外荷載單獨(dú)作用時(shí)，未知力 及 可以參照 及 的求法得出 解出 及 后，即可求出襯砌在單位抗力圖為荷載單獨(dú)作用下任一截面內(nèi)

12、力：5、襯砌最終內(nèi)力計(jì)算及校核計(jì)算結(jié)果的正確性 襯砌任一截面最終內(nèi)力值可利用疊加原理求得： 校核計(jì)算結(jié)果正確性時(shí)，可以利用拱頂截面轉(zhuǎn)角和水平位移為零條件和最大抗力點(diǎn)a的位移條件： 式中 是墻底截面最終轉(zhuǎn)角， 第四節(jié) 彈性地基直梁的計(jì)算1、彈性地基梁的概念在工程結(jié)構(gòu)中，通常在結(jié)構(gòu)底部設(shè)置基礎(chǔ)梁和基礎(chǔ)板，如果假定地基是彈性的，這類(lèi)基礎(chǔ)梁或板就叫做彈性地基梁。目的是基礎(chǔ)梁或板與地基接觸面積較大，上部結(jié)構(gòu)的荷載經(jīng)基礎(chǔ)梁或板分散地傳遞給地基，可以減少地基所受壓力的強(qiáng)度。例如房屋結(jié)構(gòu)的梁形基礎(chǔ)、水閘的底板以及地下結(jié)構(gòu)的襯砌等。2、彈性地基梁與普通梁的區(qū)別第四節(jié) 彈性地基直梁的計(jì)算1）普通梁在限個(gè)支座與地基

13、相連有限個(gè)支座反力靜定結(jié)構(gòu)或有限次超靜定結(jié)構(gòu)彈性地基梁與地基連續(xù)接觸，梁所受的反力是連續(xù)分布的，有無(wú)窮多個(gè)支座無(wú)窮多個(gè)支座反力無(wú)窮多次超靜定結(jié)構(gòu)2）普通梁的支座通常看作剛性支座略去地基的變形，只考慮梁的變形彈性地基梁梁與地基共同變形，一方面梁傳給地基壓力，使地基沉陷，另一方面地基給梁以相反的壓力，限制梁的位移。變形連續(xù)性條件第四節(jié) 彈性地基直梁的計(jì)算3、地基模型的分類(lèi)（地基反力與地基沉降之間的關(guān)系，即地基模型的選擇）1）直線分布的假設(shè)假設(shè)地基反力為直線分布，實(shí)際上包含兩點(diǎn)內(nèi)容：bhp1p2Pm第四節(jié) 彈性地基直梁的計(jì)算對(duì)梁來(lái)說(shuō)，假設(shè)梁沒(méi)有彈性變形，只產(chǎn)生剛體移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，即假設(shè)梁是絕對(duì)剛性的；對(duì)

14、地基來(lái)說(shuō)，假設(shè)任一點(diǎn)的地基反力與地基沉降成正比。靜定問(wèn)題，利用力的垂直方向與力矩平衡條件可進(jìn)行求解。只適用于Winkler地基上的絕對(duì)剛性梁這種特殊情況。第四節(jié) 彈性地基直梁的計(jì)算2）局部彈性地基模型（局部變形理論，Winkler假設(shè)）地基表面上任一點(diǎn)的沉降與該點(diǎn)單位面積上所受的壓力成正比。實(shí)際上是把地基模擬為剛性支座上一系列相互獨(dú)立的彈簧。第四節(jié) 彈性地基直梁的計(jì)算3）半無(wú)限體彈性地基模型（共同變形理論）把地基看作是一個(gè)均質(zhì)的、連續(xù)的、彈性的半無(wú)限體。優(yōu)點(diǎn)：反映了地基的連續(xù)整體性，從幾何、物理上對(duì)彈性體進(jìn)行了簡(jiǎn)化，可直接使用彈性力學(xué)中關(guān)于半無(wú)限彈性體這個(gè)古典問(wèn)題的解答作為求解的基礎(chǔ)。缺點(diǎn)：沒(méi)

15、能考慮土的非彈性、不均質(zhì)性、地基的分層特性等，在數(shù)學(xué)處理比較復(fù)雜第四節(jié) 彈性地基直梁的計(jì)算3）半無(wú)限體彈性地基模型（共同變形理論）把地基看作是一個(gè)均質(zhì)的、連續(xù)的、彈性的半無(wú)限體。優(yōu)點(diǎn)：反映了地基的連續(xù)整體性，從幾何、物理上對(duì)彈性體進(jìn)行了簡(jiǎn)化，可直接使用彈性力學(xué)中關(guān)于半無(wú)限彈性體這個(gè)古典問(wèn)題的解答作為求解的基礎(chǔ)。缺點(diǎn)：沒(méi)能考慮土的非彈性、不均質(zhì)性、地基的分層特性等，在數(shù)學(xué)處理比較復(fù)雜一、基本計(jì)算公式的建立1、基本假定1）直梁的高度與長(zhǎng)度之比甚小，符合材料力學(xué)中的平面假定，可以用材料力學(xué)公式進(jìn)行位移與內(nèi)力計(jì)算2）直梁與地基之間的摩擦力忽略不計(jì)3）采用Winkler假定一、基本計(jì)算公式的建立2、撓度

16、y、荷載q與地基壓力p的關(guān)系1）荷載集度、剪力與彎矩之間的關(guān)系（材料力學(xué)）2）撓度y與彎矩M之間的關(guān)系（撓曲線微分方程）一、基本計(jì)算公式的建立3）撓度y與荷載集度q之間的關(guān)系4）撓度y、荷載q與基底壓力p之間的關(guān)系一、基本計(jì)算公式的建立3、基底壓力p與沉陷y之間的關(guān)系（Winkler假定）4、彈性地基梁的撓曲線微分方程特征系數(shù)一、基本計(jì)算公式的建立5、彈性地基梁撓曲線微分方程的求解公式見(jiàn)541、542利用邊界條件（梁的初始端內(nèi)力和變形）確定了積分常數(shù)可得545根據(jù)Winkler假定將梁的撓度方程乘以地層彈性抗力系數(shù)k即可得彈性抗力方程二、梁上有分布荷載作用情況撓度微分方程相同，求解此方程可得公

17、式547第五節(jié) 直墻式襯砌計(jì)算1、適用范圍：主要用于巖石地層垂直圍巖壓力為主要計(jì)算荷載、水平圍巖壓力很小的情況。一般適用于、級(jí)圍巖，有時(shí)也可用于級(jí)圍巖2、組成：拱圈、直邊墻和底板。計(jì)算時(shí)只計(jì)算拱圈及直邊墻，底板不進(jìn)行襯砌計(jì)算，需要時(shí)按道路路面結(jié)構(gòu)計(jì)算5.5 直墻式襯砌計(jì)算 5.5直墻式襯砌計(jì)算 1、計(jì)算原理 拱圈按彈性無(wú)鉸拱計(jì)算，邊墻按彈性地基上的直梁計(jì)算，并考慮邊墻與拱圈之間的相互影響； 邊墻支承拱圈并承受?chē)鷰r壓力； 拱腳區(qū)段的彈性抗力假定為二次拋物線分布 位于45o55 o之間 Winkler假定成立，即 拱腳位移考慮邊墻頂變位的影響2、邊墻的計(jì)算 彈性地基上的直梁 直邊墻計(jì)算分類(lèi)： 剛性

18、邊墻 短邊墻 長(zhǎng)邊墻 邊墻為短梁的計(jì)算： 短梁的一端受力及變形對(duì)另一端有影響，計(jì)算墻頂變位時(shí)，要考慮到墻腳的受力和變形的影響。 墻頂在單位彎矩 單獨(dú)作用下，墻頂?shù)霓D(zhuǎn)角 和水平位移 為 墻頂在單位水平力 =1單獨(dú)作用下，墻頂位移為 和 為 在主動(dòng)側(cè)壓力（梯形荷載）作用下，墻頂位移 為： 其中 為基底彈性抗力系數(shù)；k是側(cè)向彈性抗力系數(shù)； 是基底作用有單位力矩時(shí)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角；h為邊墻的側(cè)面高度；最后結(jié)果為： 長(zhǎng)邊墻計(jì)算彈性地基上的半無(wú)限長(zhǎng)梁，墻頂受力與墻底無(wú)關(guān)，上述公式可得到一定的簡(jiǎn)化。墻項(xiàng)單位位移可以簡(jiǎn)化為： 邊墻為剛性梁 近似作為彈性地基上的絕對(duì)剛性梁，近似認(rèn)為 （即 ） 邊墻本身不產(chǎn)生彈性變形

19、，在外力作用下只產(chǎn)生剛體位移，即只產(chǎn)生整體下沉和轉(zhuǎn)動(dòng)，墻底處為零，墻頂處為最大值為： 稱(chēng)為 剛性墻的綜合轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，因而墻側(cè)面的轉(zhuǎn)角為： 5.6 襯砌截面強(qiáng)度驗(yàn)算1、襯砌結(jié)構(gòu)檢算 目前我國(guó)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，隧道襯砌和明洞應(yīng)按破損階段檢算構(gòu)件截面強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)抗裂有要求時(shí)，對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行抗裂驗(yàn)算，對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件應(yīng)驗(yàn)算其裂縫寬度。2、根據(jù)混凝土和石砌材料的極限強(qiáng)度，計(jì)算出偏心受壓構(gòu)件的極限承載能力，與構(gòu)件實(shí)際內(nèi)力相比較，計(jì)算截面的抗壓（或抗拉）強(qiáng)度安全系數(shù)K。檢查是否滿足規(guī)范所要求的數(shù)值，即： 式中： 是截面的極限承載能力； 為截面的實(shí)際內(nèi)力(軸向力) （KN）; 是規(guī)范所規(guī)定的強(qiáng)度安全系數(shù)，見(jiàn)

20、下表 混凝土和砌體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度安全系數(shù) 圬工種類(lèi)混 凝 土砌 體荷載組合永久荷載+基本可變荷載永久荷載+基本可變荷載+其它可變荷載永久荷載+基本可變荷載永久荷載+基本可變荷載+其它可變荷載混凝土或砌體達(dá)到抗壓極限強(qiáng)度2.42.02.72.3混凝土達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度3.63.0鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度安全系數(shù) 荷載組合 永久荷載+基本可變荷載 永久荷載+基本可變荷載+其它可變荷載鋼筋達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度或混凝土達(dá)到抗壓或抗剪極限強(qiáng)度 2.01.7混凝土達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度 2.42.03、軸向力偏心距要求 整體式襯砌的混凝土偏心受壓構(gòu)件，其軸向力的偏心距不宜大于截面厚度的0.45倍； 對(duì)于半路塹式明洞外墻、棚式明洞

21、外墻和砌體偏心受壓構(gòu)件，則不應(yīng)大于截面厚度的0.3倍 。 基底偏心距：巖石地基B/5B/4，土質(zhì)地基 B/6（B為墻底厚度）4、強(qiáng)度驗(yàn)算 對(duì)混凝土和石砌矩形截面構(gòu)件，當(dāng) 時(shí)，按抗壓強(qiáng)度控制承載能力，并用下式計(jì)算： K混凝土和石砌結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全系數(shù)；N軸向力（KN）；構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)，對(duì)于隧道襯砌、明洞拱圈及墻背緊密回填的明洞邊墻，可取1.0，對(duì)于其他構(gòu)件，應(yīng)根據(jù)其長(zhǎng)細(xì)比按下表采用。軸向力的偏心影響系數(shù)。Ra混凝土或砌體的抗壓極限強(qiáng)度，可按規(guī)范表選取采用。b截面寬度（m）通常取單位長(zhǎng)度，h截面厚度（m）。（2） 當(dāng) 時(shí)，按抗拉強(qiáng)度控制承載能力，并用下式計(jì)算： 5、地基容許承載力 隧道襯砌地基容許

22、承載力可根據(jù)圍巖類(lèi)別用工程類(lèi)比和經(jīng)驗(yàn)估算的方法加以確定，有條件的可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。 6、例題 已知混凝土襯砌材料的極限抗壓強(qiáng)度Ra=15.5MPa ，極限抗拉強(qiáng)度 Rl=1.7MPa，襯砌截面厚度h=0.4m ，截面寬度取單位寬度，即b=1m，隧道襯砌縱向彎曲系數(shù) =1.0，軸向力的偏心影響系數(shù) 按規(guī)范采用。危險(xiǎn)截面處，軸力計(jì)算值為-115KN，彎矩計(jì)算值為4.6KNm，按公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范要求驗(yàn)算該截面強(qiáng)度是否滿足要求？（混凝土達(dá)到抗壓極限強(qiáng)度安全系數(shù)為Ka=2.4，達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度安全系數(shù)為Kl=3.6）第六章 隧道襯砌結(jié)構(gòu)矩陣分析1、導(dǎo)論2、單元?jiǎng)偠染仃?、結(jié)構(gòu)剛度方程4、整體式隧道襯砌源程序分析第八章 隧道襯砌結(jié)構(gòu)矩陣分析隧道襯砌內(nèi)力分析的兩個(gè)發(fā)展方向：1、將圍巖與襯砌分開(kāi)考慮，作用在襯砌上得圍巖壓力，