軟弱巖層中隧道襯砌內(nèi)力計算

傾斜地層軟弱巖層中隧道襯砌內(nèi)力計算

現(xiàn)有巖體分類方法中對軟巖的劃分1.1973～1975年南非學(xué)者Bieniawski提出節(jié)理化巖體地質(zhì)力學(xué)分類(RMR)該法是為解決堅(jiān)硬節(jié)理巖體中淺埋隧道工程而發(fā)展起來的，故不適用于軟弱巖體。2.挪威學(xué)者Barton于1974年提出工程巖體分類法(Q法)該分類法考慮的因素很多,計算繁瑣,應(yīng)用于軟弱巖體分類相當(dāng)困難。3.1986年鐵道部頒布的修正的鐵路隧道圍巖分類法,主要考慮巖體結(jié)構(gòu)特征與完整性、巖石強(qiáng)度、地下水及彈性波傳播速度等4個因素。由于結(jié)構(gòu)特征與完整性的好壞不同,軟巖可能屬于Ⅴ類,也可能屬于Ⅲ類。根據(jù)巖石堅(jiān)硬程度(巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度)和巖體完整程度(巖體完整性指數(shù))這兩個決定各類工程巖體穩(wěn)定性的基本共性因素作為主要影響因素,將軟巖劃分為5類。即:軟弱型軟巖,破碎型軟巖,高應(yīng)力型軟巖,軟弱破碎型軟巖,膨脹性型軟巖。1.軟弱型軟巖隧道：軟弱型軟巖的變形以巖塊變形為主,結(jié)構(gòu)面的影響較小。2.破碎型軟巖隧道：破碎型軟巖的變形由巖塊變形和結(jié)構(gòu)面變形兩部分組成。3.高應(yīng)力型軟巖隧道高應(yīng)力型軟巖隧道在巖塊強(qiáng)度較高時,變形破壞以松動塌落為主,其變形破壞以流變變形為主。4.軟弱破碎型軟巖隧道軟弱破碎型軟巖兼有軟弱型與破碎型軟巖變形的特點(diǎn),變形機(jī)理十分復(fù)雜,表現(xiàn)出強(qiáng)烈的流變變形特性。工程實(shí)例新建104國道與溫福鐵路分水關(guān)隧道交叉，交叉處溫福鐵路隧道標(biāo)高約為70m，地面標(biāo)高為130m,隧道頂距離地面約50m，路線設(shè)計標(biāo)高右幅約為129.7m(左幅約133.8m)，與隧道頂高差約49.7m。本項(xiàng)目該處路線以路基方式從鐵路隧道上方通過。附加力大小Boussinesq解工程地質(zhì)概況中風(fēng)化含角礫晶屑凝灰?guī)r:灰色,巖芯呈碎塊-短柱狀,破碎,較堅(jiān)硬,節(jié)理裂隙發(fā)育,微張-閉合,密度7-8條/m,裂隙面見鐵錳質(zhì)渲染較嚴(yán)重,巖石風(fēng)化不均勻,裂隙面附近呈強(qiáng)風(fēng)化狀.屬次堅(jiān)石，為Ⅴ級圍巖。為破碎型軟巖隧道，只要由巖塊變形和結(jié)構(gòu)面變形兩部分組成。隧道相關(guān)參數(shù)襯砌厚度：72cm隧道高度：1234cm隧道寬度：1438cm支護(hù)形式：C25網(wǎng)噴混凝土（初噴）、I20[a]鋼架、C25網(wǎng)噴混凝土（復(fù)噴）、C30模筑鋼筋砼荷載計算1．主動荷載模式該模式只考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)在圍巖主動荷載作用下的受力情況，它主要應(yīng)用于采用淺埋暗挖法或明挖法施工的城市地鐵工程及明洞工程。荷載計算2．主動荷載加被動荷載（彈性抗力）模式

該模式認(rèn)為圍巖不僅對支護(hù)結(jié)構(gòu)施加主動荷載，而且圍巖由于受支護(hù)結(jié)構(gòu)的擠壓作用，對支護(hù)結(jié)構(gòu)還施加約束反力（彈性抗力）。荷載計算3．實(shí)際荷載模式它是采用量測儀器實(shí)地量測作用在襯砌上的荷載值，這樣能綜合反映圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用。當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖牢固接觸時，不僅能量測到徑向荷載而且還能量測到切向荷載。及支護(hù)結(jié)構(gòu)背后回填的質(zhì)量。規(guī)范法計算1.判斷隧道為深埋還是淺埋當(dāng)?shù)囟交蚪咏剑宜淼栏采w厚度值小于表所列數(shù)值時，為淺埋隧道。2.作用于隧道襯砌上的偏壓力。應(yīng)視地形、地質(zhì)條件以及外側(cè)圍巖的覆蓋厚度確定。荷載計算

按結(jié)構(gòu)力學(xué)原理計算襯砌內(nèi)力的幾種方法的基本原理（一）假定抗力圖形法（二）彈性地基梁法（三）彈性鏈桿法荷載結(jié)構(gòu)模型—ANSYS計算地層結(jié)構(gòu)模型—Plaxis3D計算豎向位移圖彎矩圖

豎向位移（mm）彎矩（KN.m）最大值0.17981.1最小值-0.92-938.8地層結(jié)構(gòu)模