围岩压力计算

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：H =（〜）hPq式中: H ——隧道深浅埋的分界高度；ph——等效荷载高度，h = q ;q 丫q 垂直均布压力（kN/m2）；Y 围岩垂直重度（kN/rw）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围岩级别初期支护承载比例二次衬砌承载比例双车道隧道三车道隧道双车道隧道三车道隧道1 II100100安全储备安全储备III100$80安全储备$20IV$70$60$30$40V$50$40$50$60VI$30$30$80$85浅埋地段$50$30 〜50$60$60 〜80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，垂直压力犷牛汕1-昔心⑼tt表各级围岩的e值及e0值围岩级别IIIVVe（〜）（〜）000060° 〜70°50° 〜60°40° 〜50°t anp = tan 甲 +c(tan2 p + l)tan pc ctan p - tan 0ctan p-tan p侧压力系数九二 r 了 c^ n tan pl 1+ tan p Itan p - tan 0 丿+ tan p tan 0I— r. r.—作用在支护结构两侧的水平侧压力为：e^Yh入；e2二Y(h+Ht)入 侧压力视为均布压力时：e =1 (e + e )2 i 2V级围岩的等效荷载高度hq=X24X [1 + X (10-5)] =Hp==27m,H

取 e =45°,e = e =27°, h=20m, tanB 二，入二，tanB 二, 0 0计算简图：盘向压力地基反力垂直压力 q=19X20X20X10)=mPg二 ndY二nXX 25=m地基反力 P=me1= y h 入=19X20X =e2=Y (h+Ht)入二 19X (20+X二 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 qX50%=m地基反力为PX50%=m水平压力为 eX50%=m2 衬砌结构内力计算表 等效节点荷载点号节XYFxFY13452769101112131415161780.181920212223表 轴力、剪力、弯矩详细数据节点 号轴力弯矩剪力1+05-13456-109952+05-638913+0521398+054+0576686+055+05+05-252076+05+05+057+06339838+06-11168325749+06-295192963810+06-463472539511+06-609672007312+06-728131390913+06-8144214+06-8654015+06-8792016+06-85526-1426717+06-79433-2094718+06-69844-2698819+06-57093-3214820+06-41637-3619121+06-24058-3889122+06-4002923+0514553+0524+05+051869325+05+05+0526+0575321+0527+05228026085928+05-57361042929+05-10643-1582730+05-1884631+0510731-2262932+0524936-2597333+0541366-2494434+0557370-1258435+05660922076436+05548444538037+05288795781438+055896639+05-384095047240+05-671433459441+05-862371407042+05-9291343+05-86224-2867644+05-67117-4472845+05-38371-5348046+05-5266647+0528940-4064448+0554916-1651049+05661731653250+05573162859051+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。

-.1J93407 11124-67 -?aaO4S-.19EE+D7 16OE-I-D7 -.lE^E+QT -^1571^ -«EE30J5J轴力图(2) 弯矩：由ANSYS建模分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・m32313 -3466B- 2353 E Q口殆-G3SC11 -5575 5255013S9B9EldSVG 1S91D1弯矩图(3) 剪力：由ANSYS建模分析围岩衬砌内力得出剪力图如图，最大剪力出现在仰拱段，其值为剪力图变形图3. V级围岩需要进行配筋计算(1)截面设计计算轴力：KN=2X626380二计算弯矩：KM=2X92913=mE 二，bC25混凝土，轴心受压强度设计值为：f二；cdHRB335级钢筋，抗拉强度设计值为：f =f匸300Mpa；sd sde=m/n二长细比1 /h二,按短柱计算，偏心距增大系数n取1,0h =h-a =400-50=350mm0 s①判别大小偏心受压e 二 148mm,0e 二 e + e 二 148 + 20 二 168mm > 0.3h 二 105mm,i 0 a 0属于大偏心受压，=1510mm 2Ne-a fbh 2g(1 -0.5g) ^-e 0—f'x(h -a ')y 0 s选取 5^20, As=1570 mm 2垂直弯矩作用平面内的受压承载力：Nu=e (f As+fsd 'As')cd=+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《铁路隧道设计规 范》规定隧道结构计算分为“概率极限状态法设计”和“破损阶段法和容许应力 法设计”两种形式对一般地区单线隧道整体式衬砌及洞门、单线隧道偏压衬砌 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,也可以采用破损 阶段法设计其他隧道结构则要求采用破损阶段法或容许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，不必检算抗裂；当eW时，由抗拉强度控制承载能力，不必检算抗压隧道结构截面抗压强度按下式计算：KN =进行抗拉强度控制验算KN(6e-d)^$R1bd2KN(6e-d)=3X626380X(6X)=920402Ne R1 bd2= X1XX1XX10八6=498400N 得KN(6e-d)>$R1 bd2,不满足要求。