项目三 围岩分级及围岩压力计算
- 格式:ppt
- 大小:3.07 MB
- 文档页数:15
1围岩压力计算深埋和浅埋情况下围岩压力的计算方式不同,深埋和浅埋的分界按荷载等效高度值,并结合地质条件、施工方法等因素综合判断。
按等效荷载高度计算公式如下:HP =(~)qh式中: Hp——隧道深浅埋的分界高度;hq ——等效荷载高度,qh=qγ;q——垂直均布压力(kN/m2);γ——围岩垂直重度(kN/m3)。
二次衬砌承受围岩压力的百分比按下表取值:表复合式衬砌初期支护与二次衬砌的支护承载比例浅埋隧道围岩压力的计算方法隧道的埋深H大于hq而小于Hp时,垂直压力QB Bt tqH==γH(1-λθ)浅浅tan。
表各级围岩的θ值及φ值2(tan 1)tan tan tan c cc ϕ+ϕβϕ+ϕ-θc tan =tan侧压力系数()tan tan tan tan tan tan tan tan cc c β-ϕλ=β1+βϕ-θ+ϕθ⎡⎤⎣⎦作用在支护结构两侧的水平侧压力为:e 1=γh λ ; e 2=γ(h+Ht)λ 侧压力视为均布压力时:Ⅴ级围岩的等效荷载高度hq=×24×[1+×(10-5)]= Hp==27m,H<Hq,故为浅埋。
取φ0=45°,θ=φ0=27°,h=20m ,tan β=,λ=,tan θ=, 计算简图:()212+1e =e e垂直压力q=19×20×20×10)=mPg=πdγ=π××25=m地基反力P=me1=γhλ=19×20×=e2=γ(h+Ht)λ=19×(20+×=水平均布松动压力e=(e1+e2)/2=mⅤ级围岩二衬按承受50%围岩压力进行计算,则垂直压力为q×50%=m地基反力为P×50%=m水平压力为e×50%=m2衬砌结构内力计算表等效节点荷载表轴力、剪力、弯矩详细数据50+0557********51+05409972930652+05240502556953+052115954+0517015内力图分析(1)轴力:由ANSYS建模分析围岩衬砌内力得出轴力图如图,最大轴力出现在仰拱段,其值为。
隧道围岩分级及围岩压力隧道所穿过的地层是千变方化的,可能遇到各种工程性质不同的围岩。
隧道围岩分级是评价隧道围岩稳定性的重要参数,也是隧道支护方案设计和施工工艺确定的主要依据。
分级的正确与否直接影响着隧道施工和运营安全,因此,正确划分隧道围岩分级就显得尤为重要。
在围岩分级确定的情况下,如何确定支护结构上的作用力(即围岩压力)就成为正确、合理设计隧道结构的关键。
4.1 围岩岩性与初始应力4.1.1 围岩岩性隧道工程围岩是指地壳中受开挖活动影响的那一部分岩土体。
这个范围在横断面上约为6~10倍的洞径。
围岩的工程性质,一般包括三个方面:物理性质、水理性质和力学性质。
而对围岩稳定性最有影响的是力学性质,即围岩抵抗变形和破坏的性能。
围岩既可以是岩体,也可以是土体。
本书仅涉及岩体的力学性质。
岩体是在漫长的地质历史中形成的地质体,被许许多多不同方向、不同规模的断层面、层理面、节理面和裂隙面等各种地质界面切割为大小不等、形状各异的各种块体。
这些地质界面称为结构面或不连续面,这些块体称为结构体,岩体可以看作由结构面和结构体组合而成的具有结构特征的地质体。
所以,岩体的力学性质主要取决于岩体的结构特征、结构体岩石的特性及结构面的特性。
环境因素,尤其地下水和地应力对岩体的力学性质影响也很大。
在软弱围岩中,节理和裂隙比较发育,岩体被切割破碎,结构面对岩体的变形和破坏都不起主导作用,所以岩体的特性与结构体岩石的特性并无本质区别。
在完整而连续的岩体中亦是如此。
反之,在坚硬的块状岩体中,由于受软弱结构面切割,块体之间的联系减弱,此时,岩体的力学性质主要受结构面的性质及其在空间的组合所控制。
由此可见,岩体的力学性质必然是诸因素综合作用的结果。
岩体与岩石相比,两者有着很大的区别:与工程总体尺度相比,岩石几乎可以被认为是均质、连续和各向同性的介质;而岩体则具有明显的非均质性、不连续性和各向异性。
岩体抗拉变形能力差,因此,岩体受拉后很容易沿结构面发生断裂。