软弱岩层中隧道衬砌内力计算

倾斜地层软弱岩层中隧道衬砌内力计算

现有岩体分类方法中对软岩的划分1.1973～1975年南非学者Bieniawski提出节理化岩体地质力学分类(RMR)该法是为解决坚硬节理岩体中浅埋隧道工程而发展起来的，故不适用于软弱岩体。2.挪威学者Barton于1974年提出工程岩体分类法(Q法)该分类法考虑的因素很多,计算繁琐,应用于软弱岩体分类相当困难。3.1986年铁道部颁布的修正的铁路隧道围岩分类法,主要考虑岩体结构特征与完整性、岩石强度、地下水及弹性波传播速度等4个因素。由于结构特征与完整性的好坏不同,软岩可能属于Ⅴ类,也可能属于Ⅲ类。根据岩石坚硬程度(岩石单轴饱和抗压强度)和岩体完整程度(岩体完整性指数)这两个决定各类工程岩体稳定性的基本共性因素作为主要影响因素,将软岩划分为5类。即:软弱型软岩,破碎型软岩,高应力型软岩,软弱破碎型软岩,膨胀性型软岩。1.软弱型软岩隧道：软弱型软岩的变形以岩块变形为主,结构面的影响较小。2.破碎型软岩隧道：破碎型软岩的变形由岩块变形和结构面变形两部分组成。3.高应力型软岩隧道高应力型软岩隧道在岩块强度较高时,变形破坏以松动塌落为主,其变形破坏以流变变形为主。4.软弱破碎型软岩隧道软弱破碎型软岩兼有软弱型与破碎型软岩变形的特点,变形机理十分复杂,表现出强烈的流变变形特性。工程实例新建104国道与温福铁路分水关隧道交叉，交叉处温福铁路隧道标高约为70m，地面标高为130m,隧道顶距离地面约50m，路线设计标高右幅约为129.7m(左幅约133.8m)，与隧道顶高差约49.7m。本项目该处路线以路基方式从铁路隧道上方通过。附加力大小Boussinesq解工程地质概况中风化含角砾晶屑凝灰岩:灰色,岩芯呈碎块-短柱状,破碎,较坚硬,节理裂隙发育,微张-闭合,密度7-8条/m,裂隙面见铁锰质渲染较严重,岩石风化不均匀,裂隙面附近呈强风化状.属次坚石，为Ⅴ级围岩。为破碎型软岩隧道，只要由岩块变形和结构面变形两部分组成。隧道相关参数衬砌厚度：72cm隧道高度：1234cm隧道宽度：1438cm支护形式：C25网喷混凝土（初喷）、I20[a]钢架、C25网喷混凝土（复喷）、C30模筑钢筋砼荷载计算1．主动荷载模式该模式只考虑支护结构在围岩主动荷载作用下的受力情况，它主要应用于采用浅埋暗挖法或明挖法施工的城市地铁工程及明洞工程。荷载计算2．主动荷载加被动荷载（弹性抗力）模式

该模式认为围岩不仅对支护结构施加主动荷载，而且围岩由于受支护结构的挤压作用，对支护结构还施加约束反力（弹性抗力）。荷载计算3．实际荷载模式它是采用量测仪器实地量测作用在衬砌上的荷载值，这样能综合反映围岩与支护结构的相互作用。当支护结构与围岩牢固接触时，不仅能量测到径向荷载而且还能量测到切向荷载。及支护结构背后回填的质量。规范法计算1.判断隧道为深埋还是浅埋当地而水平或接近水平，且隧道覆盖厚度值小于表所列数值时，为浅埋隧道。2.作用于隧道衬砌上的偏压力。应视地形、地质条件以及外侧围岩的覆盖厚度确定。荷载计算

按结构力学原理计算衬砌内力的几种方法的基本原理（一）假定抗力图形法（二）弹性地基梁法（三）弹性链杆法荷载结构模型—ANSYS计算地层结构模型—Plaxis3D计算竖向位移图弯矩图

竖向位移（mm）弯矩（KN.m）最大值0.17981.1最小值-0.92-938.8地层结构模