日本修正惯用法计算解读
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日本修正惯用法
式中ζ —弯矩调整系数 M，N—分别为均制圆环计算弯矩和轴力 MJ，NJ—分别为调整后接头弯矩和轴力 Ms，Ns—分别为调整后管片弯矩和轴力
如表 2 所示，为日本常用设计法的管片截面力计算公式。
1
表 2 常用设计法的管片截面力计算公式 荷载 竖直 荷载 水平 荷载 水平 三角 形荷 载
M
弯矩
1 (1 2 sin 2 ) 4
Q = 0.3536sin qk dRc
当 时
4 2
N (0.7071cos cos2 0.7071 2 cos )kRc sin
M (0.3487 0.5 sin 0.2357cos3 )kRc
2
p p 时 4 2 Q = (sin q cos q -
当 ＃q p 时
Q = [(p - q) cos q 1 - p sin q cos qห้องสมุดไป่ตู้- sin q] 6 ´ gRc
2
当 ＃q
0.7071cos 2 q sin q) k dRc
当0 时
2
3 5 M ( sin cos ) gRc2 8 6
当0 时
2
1 N ( sin cos ) gRc 6
当 0 ＃q
Q = (q cos q + p 2
p 2
- 4sin q cos2 q)(qe 2 + qw2
- qe1 - qw1 ) Rc
qw1 ) Rc
2
当0 时
4
当0 时
4
2
当 0 ＃q
水平 地基 反力
M (0.2346 0.3536cos )kRc
地铁盾构隧道设计
盾构机的选型及设计 工程在前期准备时最重要的工作 盾构机选型考虑因素 地层土质条件 断面大小 线路周边环境 排土方式 地铁盾构常用的机型 泥水平衡盾构 土压平衡盾构
二.盾构机选型
泥水平衡式盾构
土压平衡式盾构
毋明钵村黔栈撅蝗为迢黄知菱蛆染瓢圣矫涵崔全熟恫坷侧虞腕月湍妹帽春地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计
术恍虎哪齐普领朵器由沥耪莆关苍杯始妮牲又桓馅掺聘五摈壶奋炬针硒饥地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计
四.隧道附属结构设计
稳赢恍操苯恫棍绵轧牙矛渝大忽暴狭贞逸灼指仕欲晓克构谊袋嫩疟比拱迄地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计
四.附属结构设计
——工作井
工作井 盾构始发 盾构接受 盾构调头 盾构过站 站内过站、站外过站
捻固柴诵弊衰棍肢庙疏涪裹憾愁坑跋峪蔓网颗敲鸵煌扣各杖渺臀坪凤务聪地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计
四.附属结构设计
——工作井
洞门密封 洞圈与盾构外径有一定的间隙 防止盾构出洞时及施工期间土体及浆液从该间隙中流失 在洞圈周围安装由橡胶帘布、扇形压板等组成的密封装置。
随触霉蔫撒歌琶先傅钉玄矿签撂坞瓣茫湾啊磁逊剐几拾渠富稽坚靖虑啸钻地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计
地铁8号线下穿徐东平价人行通道
泳牲叹蛊沼判申孤震廊贯瞎乒徐快异抠稽驯剐肝度庐壁闪醉佬俺拍朗蒙碍地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计
三.地铁盾构结构设计
——变形分析
变形控制 盾构施工控制 严格控制开挖面的出土量 提高施工的速度和连续性 及时同步注浆,缩短衬砌脱出盾尾的暴露时间 地层改良 高压旋喷桩、搅拌桩、灌浆 隔离桩
二.盾构机选型
——泥水平衡式盾构
脐瓤明盾爪徊桶展几峪励离待润舒端啄鼓迁循墓赦擎茸恋卜徊衍绢沸蓟追地铁盾构隧道设计地铁盾构隧道设计
日本修正惯用法计算
日本修正惯用法计算修正惯用法的历史可以追溯到明治时期。
明治政府在西方现代法律体系的引入过程中，发现日本传统法律体系与西方法律体系存在一定的冲突和差异。
为了缩小这种差异，保持法律的稳定性和连贯性，日本的法学家和法律实务界逐渐形成了一种修正惯用法的概念。
修正惯用法的形成是基于两个原则：第一，法官在判决案件时，可以参考惯例和协商的原则，而不仅仅依赖于正式法律规定。
这样可以确保法律适用的灵活性和适应性，更好地解决实际问题。
第二，修正惯用法的适用应该符合正当性和公正性的原则，不应违反宪法和法律的基本原则。
修正惯用法分为两个层面：一是通常意义上的修正惯用法，即特定领域的专门惯例和规则，如商事、劳动、婚姻等方面的修正惯用法；二是广义上的修正惯用法，即适用于所有领域的普遍适用的法律原则。
在日本的司法实务中，修正惯用法的适用常常有着重要的作用。
例如，在合同解释方面，法官可以参考通行惯例和经验，根据当事人的意图进行解释，并进行公正和公平的裁量。
在民事责任方面，如果其中一种行为在通常情况下被认为是违法的，法院可以根据修正惯用法推定其为违法行为。
而在不正行为方面，如果行为被认为是不正当的，但法律中没有明确规定，法院可以根据修正惯用法进行法律认定。
值得注意的是，修正惯用法并不是法律上的强制性规定，而是在司法实践中的一种引导性原则。
法官在决策时可以根据修正惯用法做出裁决，但也可以根据特定情况做出与修正惯用法不同的决策。
总之，修正惯用法在日本法律体系中具有一定的重要性和实际意义。
它在法官的决策中起到了一种平衡、协调和引导的作用，使得日本的法律适用更加灵活、公正和符合实际情况。
修正惯用法
题。
8
6、η和ζ的参考取值
实际中衬砌环所受的轴力要大于实验的加载值，故 可认为从试验中求得的η值偏小，而ζ值偏大。所以 在实际计算中，多取η=1， ζ =0
在土木学会、日本道路协会制定的《盾构用标准管 片》（1982年版）中规定，如果根据在地面上进行 的错缝拼装的衬砌加载试验，大致是： 0.6≤η≤0.8， 0.3≤ζ≤0.5
5
3、弯曲刚度有效率η和弯矩提高率ζ 的定义
弯矩提高率ζ： 考虑到管片接头存在铰的部分功能，将向相邻
管片传递部分弯矩，使得错缝拼装管片间内力进行重 分配。
由刚度为ηEI的等效圆环求出的弯矩，通过一定 的提高，即(1+ζ)· M为主截面的设计弯矩；通过一定折 减，即(1-ζ)M为接头的设计弯矩。 ζ为传递给临环的弯 矩与计算弯矩之比，叫做弯矩提高率。
将衬砌视为抗弯刚度相同的圆环的方法叫做修正惯 用法。
4
3、弯曲刚度有效率η和弯矩提高率ζ 的定义
弯曲刚度有效率η： 由于接头的存在，等效圆环的刚度要小于与单
个管片刚度相同的圆环的刚度，引入系数η（ η≤1）来 表征刚度的降低程度，即单个管片刚度为EI，等效圆 环刚度为ηEI，η称作弯曲刚度有效率。
对管片环内力的影响显著： 胡如军[2]研究了η的变化对管片环内力的影响,
明确了η的取值可引起内力发生10%幅度的变化; 黄钟晖[3]研究了ζ的变化对管片环计算内力的影
响,ζ的取值可以造成内力的计算值变化30%
目前对η和ζ值的确定主要以试验结果为基础,在工程 设计中如何选取η和ζ值,成为影响内力计算的重要问
11
参考文献
[1]黄正荣,朱伟,梁精华. 修正惯用法管片环弯曲 刚度有效率η和弯矩提高率ζ的研究[J]. 工业建 筑,2006,02:45-49.
8
6、η和ζ的参考取值
实际中衬砌环所受的轴力要大于实验的加载值，故 可认为从试验中求得的η值偏小，而ζ值偏大。所以 在实际计算中，多取η=1， ζ =0
在土木学会、日本道路协会制定的《盾构用标准管 片》（1982年版）中规定，如果根据在地面上进行 的错缝拼装的衬砌加载试验，大致是： 0.6≤η≤0.8， 0.3≤ζ≤0.5
5
3、弯曲刚度有效率η和弯矩提高率ζ 的定义
弯矩提高率ζ： 考虑到管片接头存在铰的部分功能，将向相邻
管片传递部分弯矩，使得错缝拼装管片间内力进行重 分配。
由刚度为ηEI的等效圆环求出的弯矩，通过一定 的提高，即(1+ζ)· M为主截面的设计弯矩；通过一定折 减，即(1-ζ)M为接头的设计弯矩。 ζ为传递给临环的弯 矩与计算弯矩之比，叫做弯矩提高率。
将衬砌视为抗弯刚度相同的圆环的方法叫做修正惯 用法。
4
3、弯曲刚度有效率η和弯矩提高率ζ 的定义
弯曲刚度有效率η： 由于接头的存在，等效圆环的刚度要小于与单
个管片刚度相同的圆环的刚度，引入系数η（ η≤1）来 表征刚度的降低程度，即单个管片刚度为EI，等效圆 环刚度为ηEI，η称作弯曲刚度有效率。
对管片环内力的影响显著： 胡如军[2]研究了η的变化对管片环内力的影响,
明确了η的取值可引起内力发生10%幅度的变化; 黄钟晖[3]研究了ζ的变化对管片环计算内力的影
响,ζ的取值可以造成内力的计算值变化30%
目前对η和ζ值的确定主要以试验结果为基础,在工程 设计中如何选取η和ζ值,成为影响内力计算的重要问
11
参考文献
[1]黄正荣,朱伟,梁精华. 修正惯用法管片环弯曲 刚度有效率η和弯矩提高率ζ的研究[J]. 工业建 筑,2006,02:45-49.
盾构法隧道结构
6.1 衬砌形式和构造
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衬砌断面形式和构造
盾构隧道横断面一般由圆形、矩形、半圆形、马蹄形等，衬 砌最常用的断面形式为圆形与矩形。
内部使用限界的确定
a. 车辆限界
• 车辆限界是指在平、直线路上运行中的车辆，可能达到的 最大运动包迹线。
• 确定车辆限界的各个控制点，要考虑车辆外轮廓横断面的 尺寸以及制造上的公差，车轮和钢轨之间及在支承中的机 械间隙、车体横向摆动和在弹簧上颤动倾斜等。
盾构法隧道结构
It is applicable to work report, lecture and teaching
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第6章 盾构法隧道结构
衬砌形式和构造 衬砌圆环内力计算 盾构法隧道衬砌的结构设计 隧道防水及其综合处理 算例
On the evening of July 24, 2021
基本荷载 附加荷载 特殊荷载
荷载分类
1. 地层压力 2. 水压力 3. 自重 4. 上覆荷载的影响 5. 地基抗力
1. 内部荷载 2. 施工荷载 3. 地震的影响
1. 平行配置隧道的影响 2. 接近施工的影响 3. 其他
On the evening of July 24, 2021
基本使用阶段
荷载简图
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矩 形 盾 构 机
On the evening of July 24, 2021
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盾 构 进 洞
On the evening of July 24, 2021
盾构衬砌
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高水压条件下盾构隧道结构特征分析
高水压条件下盾构隧道结构特征分析摘要：武汉长江隧道工程盾构长距离穿越砂层、盾构承受水压高，最高5.7bar，地质条件和地下水状况非常复杂，江底段隧道最小覆土厚度小于1d，而且水底部分与覆土压力相比水压力更大，特别是武昌深槽段，水压力主导的施工。
为了确保盾构管片结构安全，本文通过梁弹簧计算模型，分别进行了大量的计算，分普通地层和复杂地层两个方面，从水压变化方面进行了计算。
分析高水压对管片结构的影响。
关键词：盾构隧道水土压力梁弹簧计算模型隧道覆土1．概述根据提供的武汉长江隧道纵断面图，武汉长江隧道盾构段隧道底板最高点为江北竖井一侧（标高-0.89m），最低点位于k3+718m处（标高-31.78m），盾构穿越的地层主要为中密粉细砂（地层代号⑤2）、密实粉细砂（地层代号⑤3），底部中间为卵石层（地层代号⑥）及强风化泥质粉砂岩夹砂岩、页岩（地层代号⑦1和⑦2）之间。
局部见中密中粗砂（地层代号⑤4）、密实中粗砂（地层代号⑤5）、可塑粉质粘土层（地层代号⑤6）。
盾构两端接近竖井处的地层为软塑粉质粘土层（地层代号④4）、中密粉土层（地层代号④6）其可挖性除中风化泥质粉砂岩夹砂岩、页岩为ⅳ级、强风化泥质粉砂岩夹砂岩、页岩及密实卵石为外ⅲ级外，其它土层为ⅰ级。
盾构穿越地层主要为富含地下水的砂土层，其地下水特征在两岸表现为较高承压水头的承压水特征，在长江则表现为高水头压的潜水特性。
由于其水头压力较高，盾构施工时易引起突发性涌水和流砂，而导致大范围的突然塌陷。
同时，高水头压对盾构机和隧道的密封及抗渗能力提出了更高要求。
根据盾构段隧道底板标高k3+588.6m～k4+250m段盾构工作面的下部将切入密实卵石层（地层代号⑥）及强、中风化泥质粉砂岩夹砂、页岩（地层代号⑦1、⑦2）层中，与盾构工作面其它土层构成了软硬不均匀的工作面，盾构推进时，由于受力不均，容易造成盾构在线路方向上的偏离。
如图1所示lk4+200地质剖面所示。
地面出入式盾构隧道修正惯用法计算参数研究
ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｓ ｔ ｉ ｆ ｆ ｎ ｅ ｓ ｓ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ（ 叼 ）ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｍ ｏ ｍ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｌ ｅ ａ ｓ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ（ ） ； ２ ）
第３ ４ 卷
第 ２ 期
窿莲 建设
Ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ Ｃｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｖｏ １ ． ３ ４ Ｎｏ ． ２ Ｆ ｅ ｂ ．２ ０１ ４
２ ０ １ ４年 ２月
地 面 出入 式 盾 构 隧 道 修 正 。 用 法计 算 参 数研 究
张银 屏 Байду номын сангаас
（ 上 海市城 市 建设设 计研 究 总院 ，上 海 ２ ０ ０ １ ２ ５ ）
ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｉ ｆ ｆ ｎ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｘ ｉ ａ ｌ ｂ ｅ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｍ ｏ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｇ ｍ ｅ ｎ ｔ ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ．Ｃ ｏ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｄ ｒ ａ ｗ ｎ ａ ｒ ｅ ａ ｓ ｆ ｏ ｌ ｌ ｏ ｗ ｓ ：１ ）Ｆ ｏ ｒ ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ －
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盾构隧道横向刚度有效率研究_黄宏伟
第28卷 第1期 岩 土 工 程 学 报 Vol.28 No.1 2006年 1月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Jan., 2006 盾构隧道横向刚度有效率研究黄宏伟，徐 凌，严佳梁，余占奎（同济大学地下建筑与工程系，上海 200092）摘 要：对现有国内外盾构隧道横向刚度有效率的取值进行了整理分析，认为目前通错缝隧道刚度有效率的取值常凭经验判定，缺少足够的验证。
基于二环盾构隧道相似结构模型加载试验的结果以及相关研究成果，发现隧道加载时变形与荷载存在着明显的线弹性关系，隧道刚度有效率为一常数，符合修正惯用设计法的理论基础。
对上海地铁盾构隧道的研究表明，通缝拼装时刚度有效率为0.67，错缝拼装时刚度有效率为0.75，软弱土体抗力对隧道有效刚度的影响可以忽略。
通过与已有经验公式、结构试验结果的比较，表明相似模型结构试验具有简单、可操作性强、数据丰富、结果可信、经济的特点，可成为研究通错缝拼装盾构隧道刚度有效率的较理想方法。
关键词：盾构隧道；有效刚度；相似结构；模型试验；通错缝中图分类号：U455.43 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2006)01–0011–08作者简介：黄宏伟(1966–)，男，山西芮城人，博士，教授，博士生导师，主要从事隧道及地下工程、岩土工程等方面的教学和研究。
Study on transverse effective rigidity ratio of shield tunnelsHUANG Hong-wei, XU Ling, YAN Jia-liang, YU Zhan-kui(Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China)Abstract: After a detailed discussion on the transverse effective rigidity ratio of shield tunnel, it was shown that the effective rigidity ratio was always an emperical value. Based on the model test of two-ring tunnel structures and the analysis of the test results, some conclusions could be drawn. The relation of deformation of tunnel structure with the load was clearly linear elastic, so the effective rigidity of shield tunnel was constant in elastic stage, which was agreeable to the rule of the modified conventional design method; the effective rigidity ratios of tunnel with nonstaggered and staggered installation were 0.67 and0.75 respectively for Shanghai Metro; the effect of soil resistance on the effective rigidity of shield tunnel was very small in softground. Compared with empirical formulas and structural tests, the model test could be done conveniently, with abundant believable results and economical cost, and would be a good method to study the effective rigidity of shield tunnels.Key words: shield tunnel; effective rigidity; similarity structure; model test; nonstaggering and staggering pattern0 前 言盾构法隧道以其较好的经济技术优势与对相邻环境影响较小的优点在城市轨道交通中得到广泛采用。
修正惯用法和弹性地基梁法的对比
修正惯用法和弹性地基梁法的对比作者：郭德平来源：《中小企业管理与科技·学术版》2009年第01期摘要：盾构管片的结构力学计算方法有多种，本文针对修正惯用法和弹性地基梁的基本原理和计算结果进行了对比和分析。
关键词：管片设计修正惯用法弹性地基梁比较0 引言盾构技术由于其独特的优势，使其在地铁建设和越江隧道方面得到了广泛的运用。
关于盾构管片的设计还没有统一的设计方法，很多时候是用经验类的方法进行设计。
无论在结构荷载或者在模型建立方面都还没有形成系统的理论和方法。
为了更好的认识修正惯用法和弹性地基梁法，本文以狮子洋衬砌设计为背景，用上述两种方法进行原理及内力计算方面的对比和分析。
1 修正惯用法针对惯用法没有解决接头对圆环对抗弯刚度的影响。
引入η-ξ对错缝拼装的衬砌进行内力计算，即为修正惯用法。
此法按均质圆环计算，但考虑环向接头的存在，圆环整体的弯曲刚度降低，取圆环的抗弯刚度为ηEI。
考虑错缝拼装对整体补强效果，进行弯矩重分配。
将计算出的弯矩增大即(l+ξ)M，得到管片处的弯矩；将求出的弯矩减少即(1-ξ)M，得到接头处的弯矩。
其中η称为弯曲刚度有效率，ξ称为弯矩增加率。
它为传递给邻环的弯矩与计算弯矩之比。
管片接头由于存在一些铰的作用，所以可以认为弯矩并不是全部经由管片接头传递，其一部分是利用环接头的剪切阻力传递给错缝拼装起来的邻接管片，参见图1。
2 弹性地基圆环法弹性地基圆环法是在自由变形圆环法的基础上改进而成，这种方法充分考虑了周围地层的强度和刚度。
周围地层的作用可分为两种:全周弹簧和局部弹簧，全周弹簧模型在360°范围内地层以抗压或抗拉弹簧模式和管片相互作用，局部弹簧模型在拱顶90°范围内没有弹簧作用，这种模型充分考虑了圆形隧道的起拱作用。
弹性地基圆环法将管片看作为一个整体，假定管片环是弯曲刚度均匀的环，不考虑管片接头部分的弯曲刚度下降，管片主截面模拟成圆弧梁。
3 计算断面的选取衬砌横断面的设计计算应按下列控制断面进行：①上覆地层厚度最大的横断面；上覆地层厚度最小的横断面；②地下水位最低的横断面；地下水位最高的横断面；③地面超载最大的横断面；有偏压的横断面；④地表有突变的横断面；附近现有或将来拟建新隧道的横断面；根据《珠江狮子洋隧道工程地质勘察报告》选择了四个断面，分别为：地下水位最低、最高的横断面；上覆地层厚度最大、最小的横断面。
根本氏公式
根本氏公式·水尺计重…根本氏二次修正公式‟是日本播磨造船厂工程师根本广太郎在上世纪六十年代初发表的。
题为《关于纵倾下船体排水量速算问题》，提出了二次修正计算公式和理论依据。
根本氏修正公式后来传入我国，经过研究和验证予以肯定，并在操作规程中明确采用。
通过四十多年的实践证明，这一修正计算公式准确、容易计算，已为国际贸易广泛接受。
由于原版的《关于纵倾下船体排水量速算问题》已找不到，笔者只是根据根本广太郎的思路，尝试着对根本氏二次修正公式深入理解和进一步研究探讨。
设平浮排水体积与纵倾排水体积的差为δV，即图中楔(xie)形体积，只要先求出δV再乘以海水标准密度1.025，即可得到纵倾排水量修正值δΔ。
图中截面积积分下限为平浮水线Z = 0；上限为船的纵倾水线高度Z =x·tgα然后再按船长X方向积分，得到平浮水线与纵倾水线的排水体积差δV。
现将上式中y = y(x,z)按泰勒公式在z = 0点展开：∴∴1、2、式中第一项积分（面积矩）；式中第二项积分（惯性矩）；式中第三项积分（三阶矩）；三阶以上惯性矩均无物理意义。
3、积分第一项∵又∵∴∴∵∴(值正负符号取决于T c及CF)4、积分第二项由《船舶静力学》知：又∵∴∴由于厘米纵倾力矩MTC是自变量为吃水深z的一元函数，所以（以下简记为）由∵<<α∴5、积分第三项其中系数<< 小于零，故舍去。
∴几何解释：1、设修正层厚度2、而可以认为是微分稳心半径（Differential Metacentre Radius）令则修正层厚度绘图可以更形象地看出这一修正层厚度。
以为平浮水线，过漂心F点作一直线垂直于；直线上取一点M，使；并且以M为圆心为半径作一圆；作纵倾水线使与的交角为；作M点至两水线所交点D的直线。
∵∴又∵小∴∴从而得到“吃水面如以微分稳心旋转时，排水量不变”。
证毕。
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1.1.1 结构荷载计算1.1.1.1 荷载分类在进行结构设计计算之前，首先考虑结构所受的荷载，一般来说作用在隧道上的荷载包括：永久荷载、可变荷载以及偶然荷载。
各种荷载的详细分类见于下表：续表5-41.1.1.2 截面计算参数在进行荷载计算时，首先应确定断面各个部分的几何参数，根据以上设计将计算荷载所用到的管片截面计算参数（一次衬砌）归纳入下：混凝土强度等级：C50混凝土弹性模量：1035.5 3.5510E GPa Pa ==? 管片截面面积：232.547A m = 管片单位长度截面惯性矩：3323110.7 2.858101212I t m -=???抗弯刚度有效系数：0.8h =弯矩增大率：0.3x=1.1.1.3 计算简图盾构隧道荷载计算的通用简图详见图5-7所示。
值得注意的是图中所表示的是水土分算时的计算简图，而水土合算时只需将土压、水压一并考虑。
水土合算时，在地下水位以上采用土的天然重度，在地下水位以下时采用土的饱和重度。
考虑到本隧道所埋设的地层基本都在粉质黏土层中，故本设计大多采用水土合算的方法，又由于土层基本都在水平面之下，所以基本采用土的饱和重度进行计算。
详细的计算过程以及计算结果见下文。
上覆荷载水土分离算法图5-7 盾构隧道荷载计算通用简图1.1.1.4 一般荷载计算本设计荷载计算时，根据工程条件，选取3个最为不利的控制断面进行计算垂直土压力、侧向土压力、水压力、侧向地层地层、竖向地层反力以及结构自重等一般荷载。
这三个控制断面分别为：水深最大位置、埋深最大位置、覆盖层最大位置。
(1) 水深最大断面：图5-8 最大水深截面计算简图① 垂直土压力选取最大水深处隧道截面为计算截面。
该截面位置的隧道修筑在粉质黏土层中，该地层土为硬塑状态，局部软塑，粉质含量较高，具有水平层理或页理，部分段夹薄层粉细砂或砂团块，局部夹少量贝壳碎屑，厚度22.7m ，在粉质黏土层上有厚度达6.3m 的一层细砂层。
总体来说，因为地层为硬质黏土，且覆土厚度较大，已满足1D~2D 的条件，可认为土层能达到起拱效果，设计计算时优先考虑采用松弛土压。
考虑到粉质黏土为硬塑状态，细砂为饱和中密状态，这两层土的渗透系数都很小，根据地勘资料细砂的渗透系数在34.510/cm s -´左右，粉质黏土在64.6310/cm s -´左右。
为方便计算，可将细砂和粉质黏土都视为不透水层，计算时采用水土合算。
上部水压在计算时视为上覆荷载作用在土层上，且考虑到水压较大，在计算时不考虑松动高度是否超过覆盖层厚度。
各层土之间，通过上部地层计算得的松动土压向下部地层传递。
(这里因细砂层的空隙比、天然含水量均无统计资料，计算时以天然重度近似为饱和重度)00tan /1tan /11100(/)(1)tan K H B K H B v B c B p e p e K j j g j---=-+ （5-2）式中： 1/4/2cot()2o B R p j += v P —Terzaghi 松动土压；o K —水平土压力和垂直土压力之比；j —土的内摩擦角；o p —上覆荷载；g —土的重度；c —土的黏着力。
对于细砂层：01097.7977p h kPa g ==?； 6.3m H =10/4/2cot()15.5/2cot 13.4226B R m p j p+==?，根据式5-2，松动土压力为：00tan /1tan /111001tan 6.3/13.421tan6.3/13.4266(/)(1)tan 13.42(200/13.42)(1)9771tan6855.4K H B K H B v B c B p e p e K eekPaj j ppg jp ---创-创-=-+?=?+?´=对于粉质黏土层：0855.4p kPa =,22.70.7/223.05m H =+=；10/4/2cot()15.5cot 26.8526B R m p j p+==?，根据式5-2松动土压力：00tan /1tan /111001tan 23.05/13.421tan 23.05/213.4266(/)(1)tan 13.42(2044.3/13.42)(1)855.41tan6561.6K H B K H B v B c B p e p e K e ekPaj j p pg jp ---创-创-=-+?=?+?´=② 侧向土压力由于隧道所处地层为粉质黏土，且覆土厚度较大，能形成稳定隔水层，故在计算水平土压力时采用水土合算的方法。
根据地勘试验报告，该土层试验测得的静止侧压力系数0.48l =，故隧道的水平压力1h p ，2h p 的计算如下：10.48561.6269.6h v p p kPal ==?，2((/22))0.48(561.620(0.7/227.4))415.0h v sat c p p t R kPal g =++=???③ 水压力因为隧道修建在硬塑粉质黏土层中，且该黏土层有一定的厚度，可认为形成不透水层，不透水层中不考虑水压力和水的浮力作用。
④ 自重 a) 一次衬砌一次衬砌自重为作用在隧道横断面形心线上的竖向荷载，衬砌自重可按/(2)c g W R p =进行计算；其中W 为单位长度衬砌的重量，对于钢筋混凝土管片，单位体积自重32600/kg m ，所以一次衬砌自重：22/(2)260010(15.514.1)/(27.4)1820018.24c g W R Pa kPa pp p ==创?创==b) 二次衬砌由于二次衬砌是在管片环达到一定的稳定性后才进行的，二次衬砌的自重一般由其自身承担，所以在一次设计时不考虑二次衬砌的重力。
当二次衬砌作为结构构件时，由一次衬砌和二次衬砌共同承受荷载时，应计入二次衬砌的自重。
二次衬砌的自重依然按/(2)c g W R p =计算。
故二次衬砌自重：22/(2)260010(14.113.5)/(27.25)74237.424c g W R Pa kPa pp p ==创?创==⑤ 侧向地层抗力侧向地层抗力为隧道结构产生变形向土体挤压时产生的被动抗力，根据Winkler 局部变形理论，侧向地层抗力按k P ky =进行计算。
y 为水平直径处在主动和弹性反力共同作用下的变位。
根据日本惯用法，假设侧向地层抗力分布在与水平直径上下45o 角的范围内，同时地层抗力系数k 也假定为固定不变，经公式推导得：4124(22)24(0.0454)c h c q e e g R y EI K R p h --+=+ (5-3) 式中： y —隧道水平直径处的最大变位q —竖向均布荷载；1e —侧向均布荷载；2e —侧向三角形荷载；g —结构自重集度；h —圆环刚度有效系数；h K —为竖向地层弹性反力系数 c R —结构计算半径；带入数值：11561.6,269.6,v h q p kPa e p kPa ====221145.4h h e p p kPa =-=，取0.8h =，根据地勘资料30/h K MPa m =；所以结构水平直径处的最大变位：434212410264(22)(2561.62269.6145.4 3.1416*18.2)107.4 1.2651024(0.0454)24(0.8 3.5510 2.858100.045430107.4)c h c q e e g R y m EI K R p h ----+??+创===?+创创?创?故侧向地层抗力：323010 1.26510379.5k h p K y kPa -==创?⑥ 竖向地基反力竖向地基反力在常用计算中一般假设与地基位移无关，故只需要在垂直方向上满足荷载平衡的条件。
竖向地基反力：561.6 3.1418.2618.7R v P p g kPa =+=+?。
1.1.2 截面内力计算分析在进行截面内力计算时，一般采用荷载结构模型。
在荷载结构模型中，对接头的考虑不同又形成不同的结构计算方法。
当不直接考虑接头存在对管片环整体刚度的降低时，而将管片环作为一个完全等刚度的均值圆环进行设计计算的方法称为惯用法，根据均质圆环的刚度是否降低处理以及管片主截面和接头所受内力是否考虑错缝拼装的内力传递又可以细化为修正惯用法；不考虑管片接头的弯曲刚度，将接头作为铰接处理的方法称为多铰环法；考虑接头的弯曲刚度，将接头处理成具有弯曲刚度的旋转弹簧，同时考虑环与环之间抗剪阻力的作用，将环与环之间处理成有剪切弹簧相连的方法称为梁—弹簧模型法。
1.1.2.1 日本修正惯用法日本修正惯用法考虑到管片环存在接头，故对管片整体刚度有所降低，可以将接头部分弯曲刚度的降低评价为环整体的弯曲刚度的降低，但仍然将其作为抗弯刚度均匀的圆环处理。
[10 ]具体来说，由于接头的影响，将管片整体抗弯刚度由EI降低为均匀抗弯刚度EIh来计算圆环截面内力（M、N、Q），并且弯矩不是全部都经过管片接头传递，可以认为其中一部分通过环之间接头的剪切阻力传递给错缝拼接的相邻管片（由错缝接头连接）。
进一步考虑错缝接头的连接部分的弯矩分配，根据从EIh均匀弯曲刚度环计算出来的截面内力中，对弯矩考虑一个增减M+为主截面的设计弯矩，与轴向力N组合进行设计，而x。
其中(1)Mx-和N’为管片接头的设计弯矩和轴力。
[5][7][10](1)Mx取单位长度管片环进行计算，各个截面位置的弯矩、轴力、剪力的计算式详见表5-8。
这里要解释的是，在竖向荷载计算式中，底部反力忽略了管片自重的影响，认为与上部荷载一致。
竖向荷载计算式是通过上部荷载与简化后的底部荷载内力叠加而得到的。
根据所求得的围岩荷载（见表5-7）带入日本修正惯用法的计算式（表5-8），将结果整理如下： (1)最大水深截面表5-9 最大水深截面各处弯矩计算结果表表5-10 最大水深截面各处轴力计算结果表自重侧向地层抗力截面弯矩0343.601038.7110326.02929.4820274.70627.6430193.95o3(10/)N m m表5-11 最大水深截面各处剪力计算结果表自重截面轴力0-22.453301.8510-18.023351.1720-5.013015.823(10/N m o侧向地层抗力截面剪力00.001023.30205733-314.892030o3(10/Q N m读书的好处1、行万里路，读万卷书。
2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷，下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。
——达尔文5、少壮不努力，老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。
——颜真卿7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。