普氏平衡供理論

1、傅的均衡供給理論1.普希理論的基本假設(shè)普希理論基于自然平衡拱理論，提出了以下假設(shè)。(1)巖體因節(jié)理剪切而形成開挖后松動(dòng)的巖體，但仍具有一定的附著力；(2)硐室開挖后，洞頂巖石形成自然平衡拱。在室的側(cè)壁上，與側(cè)壁成角度的方向生成了兩個(gè)滑動(dòng)面，計(jì)算如圖1所示。作用于洞穴頂部的圍巖壓力只是自然平衡拱內(nèi)巖體的自重。圖1 puthi圍巖壓力計(jì)算模型(3)巖體強(qiáng)度表征為堅(jiān)固系數(shù)f。其物理意義如下：但是在實(shí)際應(yīng)用中，采用了容易得到f值的經(jīng)驗(yàn)公式。也就是說Rc單軸壓縮強(qiáng)度(MPa)。F 是1的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，還必須考慮基巖的完整性和地下水的影響。(4)形成的自然平衡拱頂部巖體只能承受壓縮應(yīng)力，不能承受

2、拉伸應(yīng)力。2.傅的理論計(jì)算公式(1)自然平衡拱軸線方程的確定要求洞頂圍巖壓力，首先要確定自然平衡拱軸線方程，然后只求到拱軸線的距離，計(jì)算平衡拱內(nèi)巖體的自重。首先，假定拱線是二次曲線，如圖2所示。從拱軸線取得一點(diǎn)M(x，y)，根據(jù)拱無法承受拉力的條件，所有外力在M點(diǎn)的彎矩必須為零。也就是說(a)Q拱軸線上巖體磁力引起的均布荷載；T平衡拱穹頂截面水平推力；x，y分別是m點(diǎn)的x，y軸坐標(biāo)。上述方程中有兩個(gè)未知數(shù)，必須再創(chuàng)建一個(gè)方程，才能得出答案。靜態(tài)平衡方程表明，在上述方程中，作用于水平推力t和拱腳的水平推力圖2自然平衡拱計(jì)算示意圖力t 值是相同方向，相反方向。也就是說T=t 因?yàn)槎贪l(fā)可以輕松生成水

3、平位移，所以改變整個(gè)拱門的內(nèi)力分布，傅氏認(rèn)為拱門的水平推力t 必須滿足以下要求T qa1f (b)也就是說，作用于拱門腳的水平推力必須小于或等于垂直反作用力引起的最大摩擦力，以便拱腳保持穩(wěn)定。此外，為了安全起見，普洱將水平推力減半，然后T=qa1f/2，替代(a)拱軸線方程式為顯然，拱軸線方程式是拋物線。根據(jù)此樣式，可以獲得拱門軸上任意點(diǎn)的高度。側(cè)壁穩(wěn)定時(shí)x=a，y=b，是側(cè)壁不穩(wěn)定時(shí)，可以獲得x=a1，y=b1b型，b1拱門的高度，即自然平衡拱的最大高度；A側(cè)壁穩(wěn)定時(shí)平衡拱的跨距；a1自然平衡拱的最大跨度，如圖1所示?？砂词接?jì)算根據(jù)常識(shí)，很容易得到自然平衡拱的最大圍巖壓力值。(2)圍巖壓力計(jì)

4、算傅氏認(rèn)為，作用于深松散巖石室頂部的圍巖壓力只是拱中巖體的自重。但是在項(xiàng)目中通常為了方便，將頂面最大圍巖壓力作為均勻載荷，而不考慮軸向變化引起的圍巖壓力變化。因此，最大圍巖壓力可以按如下方法計(jì)算：Platts圍巖壓力理論中的側(cè)壓力可按如下表達(dá)式計(jì)算在應(yīng)用中，賦的理論首先確保硐室有足夠的埋深，巖石開挖后形成自然平衡拱，是計(jì)算的核心；接著，加固系數(shù)f值的確定除了在實(shí)際應(yīng)用中按公式計(jì)算外，還應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)、地下水滲流、巖體完整性等進(jìn)行適當(dāng)修正，使加固系數(shù)更全面地反映巖體的力學(xué)特性。傅的理論述評(píng)普希理論基于兩種假設(shè)，一種是假定室周圍巖石是沒有凝聚力的分散體，另一種是假定室上面的周邊巖石可以形成穩(wěn)定的普

5、希壓力拱。這兩個(gè)假設(shè)大大簡(jiǎn)化了圍巖的壓力計(jì)算。但是，普希理論仍然存在以下問題。(1)普拉特理論認(rèn)為巖體是散體，而不是大多數(shù)巖體的實(shí)際情況。為了滿足這個(gè)假設(shè)，只有特定破壞區(qū)域或強(qiáng)風(fēng)化區(qū)域的巖體；(2)普洱理論中引入了巖體堅(jiān)固系數(shù)f的概念。f不是巖體的特性參數(shù)，而是正應(yīng)力函數(shù)，不能通過實(shí)驗(yàn)確定f值。(3)根據(jù)普厄斯理論，室頂中心的圍巖壓力最大，但許多工程的實(shí)際頂壓力完全不是這樣，最大頂壓力往往偏離金庫。這種現(xiàn)象很難用推送理論解釋。(4)普氏理論表示，硐室圍巖壓力僅與跨度相關(guān)，與斷面形態(tài)、上部地層厚度、施工方法、程度及進(jìn)展無關(guān)。這些與事實(shí)完全不符。出現(xiàn)上述問題都是因?yàn)槠帐侠碚撎岢龅募僭O(shè)條件與實(shí)際不符

6、。因此，使用push理論時(shí)，要注意計(jì)算對(duì)象是否符合公式的假設(shè)條件，即圍巖能否被視為沒有凝聚力的分散體，硐室頂部的圍巖能否形成壓力拱，圍巖中是否出現(xiàn)明顯的偏壓現(xiàn)象，巖體堅(jiān)固系數(shù)f選擇是否適當(dāng)，總之，如果項(xiàng)目的實(shí)際情況與purs理論中提出的假設(shè)條件相符，則可以得到更滿意的計(jì)算結(jié)果。如上所述，普希理論的基本前提是，室頂部的巖石(圍巖)可以自然形成壓力拱。因此，室頂部的巖體必須足夠穩(wěn)定，厚度足以承受巖體自身重力以及作用于其上的其他外部載荷。因此，壓力拱能否形成，將成為利用普氏理論計(jì)算圍巖壓力的關(guān)鍵。在以下情況下：因?yàn)闆]有形成壓力拱，所以不能使用推理論計(jì)算圍巖壓力。(1)巖床的堅(jiān)固系數(shù)f 0.8，硐室掩埋深度h為壓力拱高度B1的2 2.5倍，或壓力拱跨距2a1的2.5倍以下，即h 2 B1 2.5b1，h 5a 1。腔深度表示從頂部襯層頂部到地面曲面(如果巖床直接暴露)或松散