隧道是围岩与支护结构相互作用的体系;围岩是主要承载主体,设计应充分利用其自承能力,同时保证净空与结构在使用期内安全。
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第三版 · 土木工程专业本科系列教材
覃仁辉、王成 主编重庆大学出版社
ISBN 978-7-5624-6083-1320 页
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隧道是围岩与支护结构相互作用的体系;围岩是主要承载主体,设计应充分利用其自承能力,同时保证净空与结构在使用期内安全。
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19 世纪砖石拱衬砌因抗拉强度低而做得又厚又刚,常按刚性体用静力法检查压力线;混凝土整体浇筑后曾按超静定弹性拱计算,但早期常忽略围岩弹性抗力。
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现代认识:围岩既施加压力,也约束衬砌变形并改善衬砌受力;计算图式需同时反映主动荷载与被动弹性抗力。
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衬砌荷载分主动荷载与被动荷载。主动荷载引起结构变形;被动荷载指围岩弹性抗力,仅在衬砌压向围岩的区段出现。
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主要主动荷载含围岩压力、回填土压力、衬砌自重、地下静水压力等;附加荷载含灌浆压力、冻胀压力、混凝土收缩与温差应力、地震力等。
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洞口落石冲击一般可不计,除非块体大或落差高;水头与冻胀显著时应把相应压力纳入组合。
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弹性抗力常用局部变形理论(温克尔假定)描述:抗力与径向变形成正比,, 为弹性抗力系数。
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拱圈直接支承在围岩侧壁(岩台)上时称为半衬砌,多用于Ⅱ、Ⅲ级较坚硬完整围岩;也是拱部已成、下部未挖时的中间受力状态。
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拱脚处围岩为弹性支承:摩擦力大时可忽略径向线位移,主要计切向位移与转角;计算图式常用径向刚性支承链杆简化拱脚约束。
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对称结构对称荷载可取半拱分析,拱顶弯矩与水平力(或相应多余力)由变形协调求出;再回代求任意截面内力 。
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直墙式衬砌计算中,边墙柔度会影响拱脚边界条件。
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当 时,墙顶单位转角 ,其中 为基底______系数。
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已知 (一致单位),,则 为?
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直墙衬砌计算完成后还应关注?
墙身偏心距
基底应力是否超限
完全忽略水平抗力
取消位移协调
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主动荷载引起的墙顶转角可写为 。
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对比曲墙式与直墙式衬砌在计算模型上的主要差别。
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强度安全系数表达式为?
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偏心距常用定义是?
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任一衬砌截面的 均应不小于规范 ,否则应修改断面重算。
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表示截面的______承载力。
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