圓拱直墻式隧道的內(nèi)力分析.pdf

1、圓拱直墻隧道結(jié)構(gòu)是由周邊圍巖和支護結(jié)構(gòu)共同組成并相互作用的結(jié)構(gòu)體系，隧道屬于典型的地下工程結(jié)構(gòu)，其工程特性(地質(zhì)條件和施工因素等)、設(shè)計原則和方法與地面結(jié)構(gòu)完全不同。為了探討圓拱直墻式隧道的受力和變形特點，本文運用荷載—結(jié)構(gòu)法和有限單元法就這種形式的隧道在主動荷載(圍巖壓力)和被動抗力(彈性抗力)下進行內(nèi)力分析。
　　 在荷載—結(jié)構(gòu)法中基于文克爾假定用連續(xù)的彈簧來模擬圍巖與結(jié)構(gòu)的相互作用;有限元法則是通過確定影響隧道結(jié)構(gòu)的圍巖的

2、范圍，建立整體的模型(連續(xù)介質(zhì)模型)。通過兩種方法計算比較的結(jié)果表明：
　　 (1)兩種計算方法下位移的變形曲線相似，但前者的計算結(jié)果大于后者；
　　 (2)結(jié)構(gòu)的位移主要發(fā)生在y向，此時整個結(jié)構(gòu)處于受壓狀態(tài)且最大位移集中在拱圈部分；
　　 (3)結(jié)構(gòu)大部分區(qū)域受壓，只有很小區(qū)域受拉，且受拉區(qū)域主要存在于襯砌加固區(qū)域，除此之外，墻腳也處于受拉狀態(tài)；
　　 (4)結(jié)構(gòu)在墻腳處彎矩最大，出現(xiàn)應(yīng)力集中；

3、　　 (5)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形隨著埋深的增加而增大。由于荷載-結(jié)構(gòu)法中圍巖壓力以及彈性抗力都是假定的，不能很好的反映實際情況，其計算結(jié)果和實際情況相比往往偏大：有限單元法建立的是結(jié)構(gòu)與周圍圍巖的整體模型，能夠很好的考慮圍巖和結(jié)構(gòu)的整體性以及相互作用,但這種模型過于理想化，與實際情況有一定的出入。
　　 另外，本文通過計算建議：工程實際中，可以適當?shù)陌褖δ_做成圓滑的曲線減少應(yīng)力集中，或是加大該處的截面尺寸，而對于側(cè)墻和拱圈受力較小