卡柯公式實際應(yīng)用

N_-19 yr+—0—N-29(6-31)式中:N9N_-19 yr+—0—N-29(6-31)式中:N9稱為塑性系，1+sin91一sin9求得松動壓力的公式：p=kir-k2c(6-32)1一sin9k=..一式中1 3sin9—1k=ctg92、3sin甲一11一sin9、2sin91-sin9以上兩式中rjR0用公式(6-17)計算。利用上公式計算較繁。為了應(yīng)用方便，將k=f(p,9、1 11c )如圖6-18和圖6-19所示。根據(jù)已定的c，9，P0就可從曲線上查得k1以及k2=f產(chǎn),9繪制成專門的曲線圖，和k1，代入公式(6-32)計算松動壓力pa，甚為方便。在實際應(yīng)用松動壓力公式進(jìn)行計算時，應(yīng)當(dāng)考慮到松動圈內(nèi)巖石因松動破碎而c，9就低的情況。根據(jù)經(jīng)驗(現(xiàn)場剪切試驗和室內(nèi)試驗)，卡柯公式實際應(yīng)用塑性松動壓力一柯公式，又叫塑性應(yīng)力承載公式。應(yīng)用卡柯公式計算山巖壓力必須首先知道塑性圈的半徑R。計算0。將這一關(guān)系代入時可以認(rèn)為塑性松動圈已充分發(fā)展，以致R=0。將這一關(guān)系代入式(6-31)即(r\p=-cctg9+cctg9-03)

巖體的凝聚力C往往降低很多，不僅隨著洞室開挖過程巖體破碎而降低，而且隨著風(fēng)化、濕化等影響而發(fā)生較大的降低。內(nèi)摩擦角的變化較小。在水工建筑物的設(shè)計中，通常只采用c的試驗值的0.2-0.25,甚至完全不考慮凝聚力，以作為潛在的安全儲備。對于內(nèi)摩擦系數(shù)伽一般取試驗值的0.67?0.9，甚至取0.5。在具體計算時通常可以按照下列的經(jīng)驗規(guī)定選用。①塑性松動圈內(nèi)巖體的內(nèi)摩擦角中①塑性松動圈內(nèi)巖體的內(nèi)摩擦角中,視巖體裂隙的充填情況而定：無充填物時，取試驗值為90%為計算值；有泥質(zhì)充填物時，取試驗值的70%為計算值。②塑性松動的凝聚力②塑性松動的凝聚力c按下列情況考慮:計算松動圈R0時，取試驗值的20%?25%的值作為計算值；洞室干燥無水，開挖后立即噴錨處理或及時襯砌而且回填密實時，計算松動壓力中可取試驗值的10%?20%作為計算值；洞室有水或襯砌回填不密實時，應(yīng)不考慮凝聚力的作用，即令c=0。綜上所述，確定松動壓力的步驟如下：a.根據(jù)圍巖的試驗資料、洞室的埋置深度、洞徑（跨度與洞高），確定圍巖的C，9，Y以及埋深反、洞徑％等數(shù)值；b?根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及施工條件等各種因素的綜合，按上述的方法，對C，9，值進(jìn)行折減；c.確定巖體的初始應(yīng)力p0值，該值可用實測或估算決定，在估算時采用％2。（若上覆巖層由多層巖石組成，則p"h，式中y、h^0 0 ii ^i為各層巖石的塊體密度和厚度）；d?求出號值，并用號及9值查圖6-27及6-28上的曲線，得出k1、k2的值;e.由公式p=k此-k2c計算松動壓力，以作為襯砌上的山巖壓力。例題6-2某圓形洞室圍巖y=25千牛/米3,埋置深度H=160米，洞的半徑，。=7米。設(shè)折減后的凝聚力c=0.02MPa，中=31。，求松動壓力。解：p0=yH=25乂160=4MPa，fa=—=200c0.02，則由中=31。查圖6-27和圖6-28的曲線得：七=0.79 k2=1.64所以p=kyr-k2c=0.79x25x7x0.001-1.64x0.02=0.105Mpa例題6-3某洞室圍巖質(zhì)量較好，y=27千牛/米3,埋深H=100米，深的半徑r0=5米。折減后的凝聚力和內(nèi)摩擦角為c=0.05MPa，cp=40.5。，求松動壓力解 p°=27x100=2.7MPaf0=27=54c0.05查圖6-27和圖6-28，得k1=0.34，k2=1.125p=0.34x27x5x0.001-1.125x0.05=-0.011施燈這里計算出來的負(fù)值并不說明產(chǎn)生負(fù)的山巖壓力，而是說明巖體的凝聚力能夠克服巖體的重量。在這情況下可認(rèn)為沒有山巖壓力。例題6-4某洞室圍巖的y=26.5千牛/米3,埋深H=370米，r°=1。米。由于地下水較多，施工條件差，所以折減后的凝聚力c=0，內(nèi)摩擦角中=35。，求松動壓力。

解由于c=0，所以:E，查圖6-27得ki=0.59所以p=kyr=0.59x6.5x10x0.001=0.157Mpa芬納公式或修正的芬納公式計算在用芬納公式或修正的芬納公式計算時，必須知道R的大小，R值需通過實測或假定而得。因此，具體應(yīng)用這些公式時尚有一定的問題。例題6-1:在中等堅硬的石灰?guī)r中開挖圓形洞室。已知％=3米，巖石塊體密度丫=27千牛/米3,隧洞覆蓋深度為100米，巖石的c=0.3MPa，9=30。，若允許塑性松動圈的厚度為2米，試求支護(hù)對圍巖的反力「任解：p0=yH=27x100若允許塑性松動圈的厚度為2米，試求支護(hù)對圍巖的反力「任解：p0=yH=27x100=2.74=—-—=0.6R3+2MPasin甲=sin30。=0.5ctgw=ctg30。=1.73cctg=0.3x1.73=0.5 MPa(a)按芬納公式計算，得:2sin9p=-cctg9+Icctg9+P00—sin9){R^11-sin952+2.7G—0.5)￡.62)=0.155MPa=—0.52+0)按修正的芬納公式計算p=