① 何为山岩压力,其成因分为几类,各自用什么方法确定
把由于洞室围岩的变形和破坏而作用在支护或衬砌上的压力称为山岩压力。 由于围岩变形而作用在支护或初砌上的岩压力称为变形压力。称为变形压力。 由于围岩破坏而作用在支护或初砌上的岩压力称为变形压力。称为松沙压力。 计算变形压力的方法:弹塑理论推导出的芬纳公式或修正芬纳公式。 计算松动压力的方法:压力拱理论,太沙基理论和弹塑性理论推出卡柯公式。
② 隧道中三级围岩深埋的压力怎么计算
建模吧
采用ANSYS10进行洞室开挖仿真分析,或者是采用美国ITSACA咨询公司的FLAC专业数值分析软件,进行洞室结构模拟计算。
隧道洞室开挖后,横向、竖向位移影响范围,是计算围岩压力的基础。第一主应力、第三主应力也是需要的参考值。
目前还没有简单的数学公式能够直接计算。
③ 单线铁路隧道所受围岩压力的计算及按照自由变形圆环计算结构内力
围岩压力就用重度计算,自由变形圆环要按公式算,第三问我也做不来
④ 围岩压力具体有哪些分类
围岩压力具体有:
1、松动压力:松动脱落围岩,作用在支护上的岩体的自重荷载(自然拱、掉块,……)及时支护减小松动范围、控制松动区发展。
2、塑性形压力
阻止围岩塑性变形时,作用在支护上的压力。
3、冲击压力:岩体中的能量突然释放(岩爆)所形成的压力。
4、膨胀压力:围岩膨胀所形成的压力
⑤ 什么叫做围岩什么叫做围岩压力围岩压力可分为哪几种并解释各种围岩压力的意义。
广义的围岩压力:由于开挖而引起的围岩或支护结构上的力学效应的统称。
狭义的围岩压力:作用在支护结构上的部分围岩压力。通常所说的围岩压力多指狭义围岩压力。
围岩压力按其来压方向分为顶压、侧压和底压;就其表现形式可分为松动压力、变形压力、冲击压力和膨胀压力等。
松动压力:由开挖而引起围岩松动或坍塌的岩体以重力形式作用在支护结构上的压力;
变形压力:开挖必然引起围岩变形,支护结构为抵抗围岩变形而承受的压力;
冲击压力:围岩中积蓄的大量弹性变形能受开挖的扰动而突然释放所产生的压力,包括岩爆、岩震等;
膨胀压力:岩体遇水后体积发生膨胀而产生的压力,其大小取决于岩体的性质和地下水的活动特征。
⑥ 围岩压力的理论发展
在20世纪20年代以前,主要是古典理论阶段。认为作用在支护上的压力是支护结构上方覆盖岩层的全部重量,如海姆和兰金理论。其后,出现了各种散体理论,即认为使围岩塌落拱以内的岩体重量作用于衬砌,如泰尔扎吉和普罗托季亚科诺夫理论。塌落拱的高度和洞室跨度及围岩性质有关。当掘进和支护所需时间较长,支护与围岩又不能紧密贴接,就会使围岩最终有一部分破坏塌落而形成松动压力。50年代起,弹塑性理论被运用于隧道的计算,如芬纳、卡斯特纳公式等。同时,开始研究围岩压力和变形的时间效应。60年代末,出现了考虑地下结构与地层相互作用的弹塑性理论。由于将围岩与衬砌视为一个统一的结合整体,围岩压力不再单独进行计算。70年代以来,将工程地质和数学计算相结合,出现了研究块状和层状岩体的块体力学理论。
现行围岩压力理论包括:①岩土柱理论。开挖坑道以后,由于支护或拱圈向坑道内部位移,引起其顶部上覆岩土柱的下沉,两侧地层对柱体产生与下沉反向的摩擦力,故上覆岩层重量减去岩土柱两侧的摩擦力即为围岩压力。中国铁路部门的方法认为:拱顶土柱的下沉,将带动两侧三棱体下滑,由三角楔体的平衡条件求出与土柱间的摩阻力,土柱重量减去此摩阻力即为土体竖直压力。该理论多用于浅埋隧道,但也可推广用于深埋隧道。当隧道埋置极浅或遇软土层时,土柱两边的摩阻力接近于零,故围岩压力直接为土柱全重。②压力拱理论。对埋置较深的隧道,顶部岩体失去稳定,产生坍塌而形成不延向地表的局部破裂区。该区内的岩体自重即洞室支护上的荷载。破裂区上部边界线有抛物线、椭圆、半圆和三角形等不同假定,如科默雷尔岩体破碎理论等。中国在50年代初期以来,曾广泛采用普氏地压理论。假定岩体为松散体,其压力拱承受上覆土柱的全部均布重量,根据散粒材料不能承受拉应力,即弯矩为零的条件,得到拱形为抛物线,其矢高h=b/f(b为压力拱跨度之半,f为岩层坚固系数)。 塌落拱岩体重量即为竖直地层压力。③弹塑性理论。利用弹塑性理论可求出沿洞室周边地层内产生塑性区的范围。设置衬砌后,利用地下结构与地层的位移协调条件,可求得塑性区半径和围岩压力值。④极限平衡理论。岩体内有各种各样的结构面。开挖坑道后,洞周的围岩出现与整个岩体相脱离的岩块。它的自重对衬砌产生压力。故用地质分析法时,需先查明断层、节理和软弱夹层的分布情况及其组合。自重减去结构面阻力即为地层压力,必要时也可计及围岩应力对地压的影响,采用赤平极射投影方法,确定岩石块体的空间位置和形状。当分离体由数组平行节理面组成时,可用裂隙岩石的极限平衡理论计算;当节理呈随机分布时,可用块体力学理论计算。⑤数值解法。除简单边界条件的圆形洞室有较严格的解析解以外,对其他断面形状的洞室可采用有限元法或其他数值方法计算弹性、弹塑性或粘弹与粘(弹)塑性的围岩压力值。
如已给出垂直压力,则侧向压力可视具体情况采用主动、静止和被动抗力等理论进行计算。如底部地层较差而承载力不好,处于极限状态,产生塑流,岩土将向洞室底部隆起;或遇膨胀地层时,均需要考虑底部围岩的隆起压力。
由于地层初始压力和岩土参数不易准确测定,上述各种地压理论,实际应用时会受到一定限制,因此目前还较多地采用工程类比法。在对已建成洞室的围岩压力大小和分布规律观察统计的基础上,全面分析研究其影响因素,得出围岩压力的经验公式,用以确定作用在衬砌上的围岩压力。
长期以来,人们都想通过量测作用在隧道上的围岩压力及围岩和衬砌的变形,得出可靠的围岩压力分布和数值。近期兴起的综合量测方法,如以洞径位移量测为主的收敛-约束法,强调施工期间进行量测,并反馈信息而后修改原设计,称为现场监控法。依靠实测来求得围岩压力值是当前的发展方向。围岩压力理论虽有很大的发展,但至今仍未臻完善。围岩性质千变万化,支护形式多种多样,施工方法各不相同,故应综合经验、理论和实测的成果,针对不同情况,采用不同的理论和方法。
⑦ 在计算围岩压力时,应考虑隧道的哪些断面
.在计算围岩压力时,应考虑隧道的哪些断面?
⑧ 黄土隧道围岩压力属于哪种
《中国铁道科学》 2009年05期 加入收藏 获取最新 高速铁路大断面深埋黄土隧道围岩压力计算方法王明年 郭军 罗禄森 杨建民 喻渝 谭忠盛 【摘要】:依托郑西铁路客运专线大断面深埋黄土隧道洞群,进行现场围岩压力量测试验,得到不同黄土地层的围岩压力,发现围岩压力沿隧道全断面分布相对较为均匀。采用太沙基松散体围岩压力理论、铁路隧道设计规范深埋围岩压力公式、普氏理论、卡柯理论4种方法分别计算围岩压力,并与实测值对比。结果表明,基于太沙基理论的计算值最接近实测值,且具有一定的安全余量,因此推荐采用太沙基理论计算大断面深埋黄土隧道的围岩压力量值。依据实测围岩压力的垂直与水平分量沿隧道跨度与高度方向的统计规律,确定垂直方向与水平方向围岩压力的计算图式。分析指出,垂直方向围岩压力计算图式可采用均匀分布或"尖峰"形分布,水平方向围岩压力计算图式可采用"鼓肚子"形分布。
【作者单位】: 西南交通大学土木工程学院;中铁二院工程集团有限责任公司;北京交通大学土木建筑工程学院;
【关键词】: 黄土隧道 大断面 围岩压力 计算方法 方向分量 隧道围岩 计算图式 理论计算 水平方向 普氏理论
【基金】:铁道部科技研究开发计划项目(2005K001-D(G)-2)
【分类号】:U451.2
【DOI】:CNKI:SUN:ZGTK.0.2009-05-010
【正文快照】:
郑州—西安铁路客运专线(以下简称郑西线)穿越河南与陕西两省,该地区是我国黄土分布的主要区域之一。沿线黄土隧道总延长约50 km,占全线隧道总长的65%,隧道开挖面积大于160 m2,部分大于170 m2,跨度大于15 m,属于超大断面隧道。由于跨度及断面面积的增加,导致围岩压力发生较大
⑨ 隧道BQ值是什么意思
隧道BQ值意思就是隧洞围岩质量指标。
隧洞围岩质量指标又称岩体质量指标(quality index of rock nlass),是巴顿(N Barton)等为进行隧洞围岩分类所提出的指标,巴顿等根据自然界岩体的Q值,将隧洞围岩划分为9种类型,结合隧洞设计跨度等其他因素,对每一类型围岩提出了相应的施工方法和衬砌类型。
(9)围岩压力分类定义计算方法扩展阅读:
QB值规定:
《公路隧道设计规范》JTG D70-2004中附录E与6.2.3条的相关公式对隧道浅埋隧道分界深度及围岩压力给定了相关公式,其公式为铁路系统根据二百多个塌方资料,采用数理统计的方法整理,从而得出计算各类围岩坍方高度的经验公式,用以代替普氏公式。
规范公式为经验公式,围岩压力主要与隧道围岩级别及跨度相关,而普氏公式围岩压力主要与隧道跨度、高度、围岩强度有关,而笔者认为围岩压力应与隧道跨度、强度、节理、地下水等综合相关,这正与隧道BQ值相关