圓拱直墻式隧道的內力分析.pdf

1、圓拱直墻隧道結構是由周邊圍巖和支護結構共同組成并相互作用的結構體系，隧道屬于典型的地下工程結構，其工程特性(地質條件和施工因素等)、設計原則和方法與地面結構完全不同。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—結構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)下進行內力分析。
　　 在荷載—結構法中基于文克爾假定用連續(xù)的彈簧來模擬圍巖與結構的相互作用;有限元法則是通過確定影響隧道結構的圍巖的

2、范圍，建立整體的模型(連續(xù)介質模型)。通過兩種方法計算比較的結果表明：
　　 (1)兩種計算方法下位移的變形曲線相似，但前者的計算結果大于后者；
　　 (2)結構的位移主要發(fā)生在y向，此時整個結構處于受壓狀態(tài)且最大位移集中在拱圈部分；
　　 (3)結構大部分區(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)結構在墻腳處彎矩最大，出現(xiàn)應力集中；

3、　　 (5)結構的應力和變形隨著埋深的增加而增大。由于荷載-結構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，其計算結果和實際情況相比往往偏大：有限單元法建立的是結構與周圍圍巖的整體模型，能夠很好的考慮圍巖和結構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力集中，或是加大該處的截面尺寸，而對于側墻和拱圈受力較小