地下結構課程設計公式

1、1、 設計資料擬建一條鐵路隧道，埋深35m，長2km，穿過花崗巖地帶。為了滿足使用需求，隧道凈跨為12m，凈高為8m?；◢弾r單軸抗壓強度為180MPa，內摩擦角度為50°，容重為30KN/m3，彈性抗力系數(shù)為1.0×106KN/m3。擬采用貼壁式直墻拱形襯砌結構進行支護，襯砌材料擬用C25混凝土澆筑，混凝土容重為24KN/m3，彈性模量E=2.8×104MPa，取厚度方向b=1m進行設計。請給出具體的設計方案。備注，如果是深埋隧道，采用普氏地壓理論計算；如果是淺埋，采用松散體理論計算地壓。2、 初步設計方案拱圈矢跨比拱頂厚度拱腳及邊墻厚度3、 判斷深埋或淺埋比較與

2、與大小，若，則為深埋，反之為淺埋本題為淺埋4、 幾何尺寸計算5、 主動荷載根據(jù)松散體地壓理論，垂直均布荷載和水平均布荷載分別為水平均布荷載取6、 結構內力分析1. 基本結構的單位變位（1） 基本結構拱腳剛性固定時拱圈的單位變位系數(shù)為拱圈單位變位為（2） 墻頂單位變位（拱腳彈性固定系數(shù)）取縱向計算寬度，則墻頂單位變位按彈性地基長梁計算，當時，為（3） 基本結構的單位變位2. 主動荷載作用下基本結構荷載變位（1） 基本結構拱腳剛性固定時拱圈的載變位，系數(shù)為代入載變位計算公式得主動荷載載變位為（2） 墻頂載變位作用于邊墻上的荷載，有水平均布荷載及拱圈傳來的彎矩、豎向力和水平力，后者為基本結構墻頂?shù)妮d

3、變位，為（3） 主動荷載作用下基本結構載變位3. 主動荷載作用下多余未知力計算由多余未知力計算公式，得主動荷載下多余未知力為4. 彈性抗力作用下基本結構的載變位（1） 基本結構拱腳剛性固定時拱圈載變位，系數(shù)為彈性抗力作用下基本結構拱腳剛性固定時拱圈載變位為（2） 墻頂載變位，此時墻頂?shù)妮d變位，僅由拱圈彈性抗力傳來的彎矩、豎向力及水平力引起，系數(shù)為彈性抗力作用下墻頂荷載為拱圈彈性抗力作用下，基本結構墻頂?shù)妮d變位為（3） 彈性抗力作用下，基本結構載變位5. 彈性抗力=1作用下多余未知力計算由多余未知力計算公式，得彈性抗力作用下多余未知力為6. 計算彈性抗力拱腳彈性抗力計算公式為聯(lián)立上述公式，得拱腳

4、彈性抗力為7. 計算總的多余未知力8. 計算拱圈截面內力將拱圈分成10等分，計算各截面內力其中為拱圈彈性抗力使基本結構拱圈內任一截面產(chǎn)生的軸力及彎矩，僅才存在。9. 計算邊墻截面內力將邊墻分為10等分，計算各截面內力及變形其中墻底無擴基時取，這時的及很小，可以略去其影響10. 計算結果拱圈內力計算結果截面拱頂000048764917210.0900451195.1592052990.7155118740.03223596449.11408634693.1406342031841061.4252262080.128682644338.81431

5、114762.5176930.27013535815.47761592.1233924370.288558577167.88915294874.52658940.36018047720.63682122.8043535690.510568343-44.814285315023.87057350.45022559625.796026493.4625920140.792913074-273.92149665203.39476960.54027071630.955231794.0927743011.13330503-488.50116225404.33644470.63031583536.11443

6、7094.6897942841.528986137-653.25620455616.63238880.72036095441.273642395.2488145221.976750329-729.89523115829.27328390.81040607346.432847695.7653054722.472969532-678.84845976030.666932拱腳0.90045119351.592052996.2350821893.013623058-852.24582836258.503327邊墻內力計算結果截面墻頂0-1204.6090975427.8365483227.670201

7、3.56567417.0041710.51863769413.866448625437.1720271564.8983782.49012822.3902521.037275388520.69064745446.507505484.90944481.39032719.1601831.555913083605.24249195455.842984-86.226954220.54979813.1142242.074550777492.23956935465.178462-304.24131320.0369167.3716352.593188471324.22140525474.513941-320.9312975-0.2419973.1641763.111826165174.36496665483.849419-249.2262774-0.3337360.63123573.63046385968.859032475493.184898-158.0891329-0.330388-0.57943384.1491015547.7949482285502.520376-81.16221635-0.288291-0.93955194.667739