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荷載一結構模型
更新時間:2021-04-10 17:51
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    其計算方法認為,地層對結構的(de)作用隻是產生作用在地下結構上的荷載(包括主動的地罷壓力和由於圍岩約束結(jié)構變形而形成的彈性反(fǎn)力),以(yǐ)計算襯砌在荷載作用下產生(shēng)的內力和變形的方法稱為荷載一結(jié)構(gòu)法。其設計原理是按(àn)圍岩分級或由實用公式確定(dìng)圍岩壓(yā)力,圍岩對支護結構變形的(de)約束作用是(shì)通過彈性支承來體現的,而圍岩的承載能力則在(zài)確定圍岩壓力和彈性支承(chéng)的約束能力時間接地考(kǎo)慮。圍岩的承載能力越高。它(tā)給予支護結構的壓力越小,彈性支承約束支護結構變形的彈性反力越(yuè)大,相對來說,支護結構所起的作用就(jiù)變小了。

 

    荷載(zǎi)一結構模型是我國目前廣泛采用的一種主要的地下結構(gòu)計算模(mó)型。由於此模理概念清晰,計算簡便,易於被工程師們所接受,故至今仍很通用,尤其是(shì)對模築襯(chèn)砌。

 

    荷載一結構模型雖然都(dōu)是以(yǐ)承受岩體鬆動、崩塌而產生的豎向和側向主動壓力為主要特征,但在圍岩與(yǔ)支護(hù)結構相互作用的處(chù)理上卻有幾種不同的做法:

 

1.主動荷載模型

    它不考慮圍岩與支護結構的相互作用,因此,支護結構在主動荷載作(zuò)用下可以自由變形,和地(dì)麵結構的作用沒有什麽不同。這種模型主(zhǔ)要適用於圍岩與支護結構的“剛度比”較小的情況下,或是軟弱地層對結(jié)構變(biàn)形的約束能力較差時(或襯砌與地層問的空隙回填,灌漿不密(mì)實時),圍岩沒有“能力”去約束剛性襯砌(qì)的變形。

 

2.主動荷載加圍岩彈性約束的模型

    它(tā)認(rèn)為圍岩不僅對支護結構施加主動(dòng)荷載,而且由於圍岩與支護結構的相互作用,還對支護結構施加被動的彈性反力。因為,在非均勻分布的主動荷載作用下,支護結構的一部分將發生向著圍岩方向的變形,隻要圍岩具有一(yī)定的剛度,就必然會對支護結構產生反(fǎn)作用力來(lái)抵製它的變形,這種(zhǒng)反作用力就稱為彈(dàn)性反力,屬於被動性質。而支護(hù)結構(gòu)的另一部分則背離圍岩向著(zhe)隧道內變形(xíng),當然,不會引起彈性反力,形成所(suǒ)謂“脫離區”。支護結構就是在主動荷載和圍岩(yán)的被動彈性反力同時作用(yòng)下進行工作的。

 

3.實地量測荷載模式

    這是當前(qián)正在發展的(de)一種(zhǒng)模式,它是主動荷載模(mó)型的亞型,以實地量測荷載代替主動荷(hé)載(zǎi)。實地量(liàng)測的荷載值是圍岩與支護結構相互作用(yòng)的綜(zōng)合反映,它既包(bāo)含圍岩的主動壓力,也含有彈性反力。在支護結構與(yǔ)圍岩牢固接觸時(如錨噴支護),不僅能量測到(dào)徑向荷載,而且還能量測到切向荷載(zǎi)。切向荷(hé)載的存在可以減小荷(hé)載分布的不均勻程度,從而大大減小結構中的彎矩。結構與圍岩鬆散接觸時(如具有回填層的模注混凝土襯砌),就隻有徑向荷載。但應該指出,實地量測的荷載值除與圍岩特性有關外(wài),還取決於(yú)支護結構的剛度以及支護結(jié)構與圍岩(yán)的黏結質量。因此,某一種實地(dì)量測的荷(hé)載,隻能適用於與量測條件相同的情況。

 

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