地下结构 (培训资料).pptVIP

* * * * * * * * * * * * * 首先将衬砌环按均质圆环计算，但考虑纵缝接头的存在，导致整体抗弯刚度降低 * 2008-5-27 * * * * * * 衬砌圆环垂直直径的计算与水平直径相似 * * * * * * * * * * * * * * 思考题 盾构法隧道的适用条件和特点？ 盾构法隧道衬砌管片形式有哪些？举出三种常见型号并简述其各自特点和使用条件？ 盾构法隧道结构计算模式有那几种？各有何优劣？如何考虑接头的影响？ 盾构法隧道结构的水土荷载如何计算？试分析地层抗力对隧道结构内力的影响？ 简述几种新型管片形式的特点 盾构法圆形衬砌管片拼装方式有那几种，各有何有缺点和适用性？ 盾构法隧道衬砌内力分布与管片结构的关系？ 盾构法隧道衬砌结构断面选择时都应验算哪些内容，在验算时都应注意什么。 盾构法隧道衬砌结构的防水、抗渗都可以采取那些措施。 计算题 如图所示，为一软土地区地铁盾构隧道的横断面，又一块封顶块K,两块邻接块L,两块标准块B以及一块封底块D六块管片组成，衬砌外径6200mm,厚度为350mm,采用通缝拼装，混凝土强度为C50，环向螺栓为5.8级。管片裂缝宽度允许值为0.2mm,接缝张开允许值为3mm。地面超载为20kPa。试计算衬砌内力，画出内力图，并进行隧道抗浮、管片局部抗压、裂缝、接缝张开等验算及管片配筋计算。 * * * * * * * * * 2008-5-22 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * (一)基本使用阶段(衬砌环宽按1m考虑) 竖向土压： 普遍的是美国泰沙基公式以及苏联的普罗托季雅柯诺夫公式。 侧向主动土压 侧向主动士压大都按朗金公式 计算。 但侧压常受地层、施工方法和衬砌结构刚度的影响，有时会出现很大的差异。例如在采用挤压盾构法施工时，刚开始时侧压很大，而顶压则小于侧压，隧道出现“竖鸭蛋”现象。 含水砂土层采用水土分离原则计算，含水粘土层中则采用水、土不分离的原则。 确定侧压系数时必须谨慎对待，日本隧道衬砌设计常对侧压系数选择范目大致在0.3～0.8之间，也有不超过0.7的做法。 (二)施工阶段 1．管片拼装： 钢筋混凝土管片拼装成环时，对纵向接缝拧紧螺栓，由于管片制作精度不高，环面接触不平，往往在拧紧螺栓时，使管片局部出现较大的集中应力，导致管片开裂和存在着局部内应力。 2．盾构推进； 由于制作和拼装的误差管片的环缝面往往是参差不平的。当盾构千斤顶施加在环缝面上，特别是千斤顶顶力存在偏心状态情况下，极易使管片开裂和顶碎。 3．衬砌背后压注 衬砌背后的建筑空隙内注以水泥浆或水泥砂浆等材料。软土地层注浆材料不是均匀分布在衬砌四周，而仅是局部聚集在注浆孔的一定范围内，过高的注浆压力常引起圆环变形和出现局部的集中应力，封顶楔形块管片也会向内滑移。 4．衬砌环刚出盾尾的初期，衬砌顶部土压即迅速作用到衬砌上，而侧压却因某种原因未能及时作用，这时衬砌可能处于比基本使用阶段更为不利的工作条件。 不利工作条件的因素很多，难以事先估计衬砌结构在施工阶段引起的。目前一般的处理方法是从实地观测和提出相应改进措施外，还常采用一个笼统的附加安全系数，以保证衬砌结构的一定安全度。 (三)特殊荷载阶段 根据使用需要还得进行特殊荷载阶段的验算； 属于瞬时性的荷载，且荷载作用时间又短，但往往是控制衬砌结构设计的关键。 可妥善合理选择结构的附加安全系数和适当提高建筑材料的物理力学性能指标。 7.2.4 衬砌内力计算 (一)按自由变形均质圆环内力计算 在饱和含水软土地层中，主要由于工程上的防水要求对由装配式衬砌组成的衬砌圆环，其接缝必须具有一定的刚度，以减小接缝变形量。 由于相邻环间接错缝拼装，并设置一定数量的纵向螺栓或在环缝上设有凹凸榫槽，使纵缝刚度有了一定的提高。因此，圆环可近似地认为一均质刚度圆环。 由于荷载的对称性，故整个圆环为二次超静定结构。按结构力学力法原理，可解出各千截面上的M、N值。 (二)考虑土壤介质侧向弹性抗力的圆环内力计算 (三)日本修正惯用法 考虑隧道弯矩传递的计算方法中，国际隧协推荐两种估算方法，即 h-x法和旋转弹簧（半铰）K-x（ 法）。 （1） h-x法 圆环抗弯刚度为ηEI（η为抗弯刚性的有效率，η≤1），计及圆环水平直径处变位y，两侧抗力pk=ky后，考虑错缝拼装管片接头部弯矩的传递，结构整体补强效果。 接头处内力 Mj =（1-x）×M Nj = N 管片 Ms =（1+x）×M Ns = N 式中 x——弯矩调整系数 0.6≤h ≤0.8， 0.3≤ x ≤0.5 。 如果管片环内没有接头，则 h =1，