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有壓隧洞圍巖應力與穩(wěn)定性

巖石力學課程組華北水利水電學院第7章第1頁學習指導

本章主要介紹了有壓隧洞穩(wěn)定性分析。重點介紹了圍巖內(nèi)附加應力計算、有壓隧洞圍巖和襯砌應力計算。第2頁7.1概述

在水利、水電建設中經(jīng)常碰到一些洞室工程問題，其中最常碰到作為引水建筑物之一是水工隧洞。水工隧洞可分為無壓隧洞及有壓隧洞兩大類。無壓隧洞斷面大部分做成馬蹄形或其它形狀，有壓隧洞則多做成圓形。無壓隧洞襯砌所承受荷載主要是山巖壓力、外水壓力。有壓隧洞除了承受這些壓力之外，尤其主要是承受內(nèi)水壓力。這種內(nèi)水壓力有時是很大，不但襯砌受到壓力，圍巖也要承受部分內(nèi)水壓力。圍巖受到這種壓力之后必定要引發(fā)一些力學現(xiàn)象和變形、穩(wěn)定等問題。有壓隧洞圍巖應力改變過程是比較復雜：起初，因為地下開挖，引發(fā)了圍巖應力重新分布，以后，隧洞充水，內(nèi)水壓力又使圍巖產(chǎn)生一個應力，這個應力是附加應力，附加應力迭加到重分布應力上去，就使圍巖總應力發(fā)生改變；以后，因檢修或其它原因可能隧洞內(nèi)水被放空，附加應力又沒有了，剩下只是重分布應力；以后再充水，附加應力再度產(chǎn)生。所以，有壓隧洞圍巖應力是不停改變。第3頁7.2圍巖內(nèi)附加應力厚壁圓筒理論第4頁7.2圍巖內(nèi)附加應力有壓隧洞圍巖附加應力第5頁7.3有壓隧洞圍巖和襯砌應力計算

無裂隙圍巖(1)內(nèi)壓力分配法(2)抗力系數(shù)法

第6頁7.3有壓隧洞圍巖和襯砌應力計算有裂隙混凝土襯砌

假如混凝土襯砌在半徑方向有均勻裂隙，那么，傳到巖石上壓力可假定與襯砌內(nèi)半徑成正比，與外半徑成反比，即在巖石表面處應力

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