1围岩压力计算文档格式.docx

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85

浅埋地段

≥30～50

～80

浅埋地道围岩压力的计算方法

Q浅

tan。

地道的埋深H大于hq而小于Hp时，垂直压力q浅

Bt

表各级围岩的

值及

0值

θ

〔～〕0

060°

～70°

50°

～60°

40°

～50°

tan=tan

（tan2

c

1）tanc

tan

侧压力系数

tantanc

tanctan

作用在支护结构两侧的水平侧压力为：

e1=γhλ；

e2=γ（h+Ht）λ

侧压力视为均布压力时：

e=1

e

2

1

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，tanβ=,λ=,tanθ=,

计算简图：

垂直压力q=19×

20×

10）=m

Pg=πdγ=π×

×

25=m

地基反力P=m

e1=γhλ=19×

20×

=

e2=γ（h+Ht）λ=19×

（20+×

水平均布松动压力e=（e1+e2）/2=m

Ⅴ级围岩二衬按承受50%围岩压力进行计算，那么

垂直压力为q×

50%=m

地基反力为P×

水平压力为e×

2衬砌结构内力计算

表等效节点荷载

节点号XYFxFY

3

4

5

7

6

9

10

11

12

13

14

15

16

1780.

18

19

20

21

22

23

8

25

24

27

28

29

26

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

41

42

430

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

表轴力、剪力、弯矩详细数据

节点号

轴力

弯矩

剪力

+05

-13456

-10995

-63891

21398

76686

-25207

+06

33983

-11168

32574

-29519

29638

-46347

25395

-60967

20073

-72813

13909

-81442

-86540

-87920

-85526

-14267

17

-79433

-20947

-69844

-26988

-57093

-32148

-41637

-36191

-24058

-38891

-40029

14553

18693

75321

22802

60859

-5736

10429

-10643

-15827

-18846

10731

-22629

24936

-25973

41366

-24944

57370

-12584

66092

20764

54844

45380

28879

57814

58966

-38409

50472

-67143

34594

-86237

14070

-92913

43

-86224

-28676

-67117

-44728

-38371

-53480

-52666

28940

-40644

54916

-16510

66173

16532

57316

28590

40997

29306

24050

25569

21159

17015

内力求解析

〔1〕轴力：

由ANSYS建模解析围岩衬砌内力得出轴力求如图，最大轴力出现在仰拱段，其值为。

轴力求

〔2〕弯矩：

由ANSYS建模解析围岩衬砌内力得出弯矩图如图，最大正弯矩出现在变截面段，其值为·

m，最大负弯矩出现在拱顶，其值为·

m。

弯矩图

〔3〕剪力：

由ANSYS建模解析围岩衬砌内力得出剪力求如图，最大剪力出

现在仰拱段，其值为。

剪力求

变形图

3.Ⅴ级围岩需要进行配筋计算

〔1〕截面设计

计算轴力：

KN=2×

626380=

计算弯矩：

KM=2×

92913=m

ξb=,

C25混凝土，轴心受压强度设计值为：

fcd=；

＇

HRB335级钢筋，抗拉强度设计值为：

fsd=fsd=300Mpa；

e=m/n=

长细比l0/h=,按短柱计算，独爱距增大系数η取1，

h0=h-as=400-50=350mm

①鉴识大小独爱受压

e0148mm,

eie0ea0105mm,

属于大独爱受压，

Ne

1fcbh0

（10.5）

AsAs'

fy'

（h0

as'

）

1510mm

采用5φ20，As=1570mm2

垂直弯矩作用平面内的受压承载力：

Nu=φ（fcdAs+fsd＇As＇）

=+300x1572）

=>

N（=

满足要求

4.截面强度验算

按荷载-结构模型进行设计时，最后要作截面验算。

现行?

铁路地道设计规

范?

规定地道结构计算分为“概率极限状态法设计〞和“破坏阶段法和同意应力

法设计〞两种形式。

对一般地区单线地道整体式衬砌及洞门、单线地道偏压衬砌

及洞门、单线拱形明洞及洞门结构可采用概率极限状态法设计，也可以采用破坏

阶段法设计。

其他地道结构那么要求采用破坏阶段法或同意应力法。

对混凝土矩形构件，当e>

时，由抗压强度控制承载能力，不用检算抗裂；

当e≤时，由抗拉强度控制承载能力，不用检算抗压。

地道结构截面抗压强度按下式计算：

KNRabd

式中K-安全系数

N-轴向力〔MN〕

Ra-混凝土或砌体的抗压极限强度〔MPa〕

-轴心独爱影响系数

-构件纵向波折系数

b-结构的纵向计算宽度〔取1m〕

d-截面厚度

从抗裂要求出发，混凝土矩形截面独爱受压构件的抗拉强度按下式计算：

KN（6e-d）≤φR1bd2

式中R1-混凝土的抗拉极限强度

表混凝土和砌体结构的强度安全系数

圬工种类

混凝土

砌体

荷载组合

永久荷载

根本可变

荷载

+

永久荷载+根本

可变荷载+其他

可变荷载

永久荷载+

混凝土或砌体达

到的抗压极限强

度

混凝土到达抗拉

极限强度

强度验算：

M/Nmax=2081400=

M/Nmin=92913/626380=

1，采用第①种情况：

e<

=进行抗压强度控制验算

KN≤φαRabd

α=〔e/d〕=

KN=2×

2081400=4162800N

φαRabd=1×

10^6×

1×

=6619880N

得KN≤φαRabd，满足要求

2，选第②种情况：

e>

进行抗拉强度控制验算

KN（6e-d）=3×

626380×

〔6×

〕=920402N

φR1bd2=×

1×

10^6=498400N

得KN（6e-d）>

φR1bd2，不满足要求