《支护设计习题课》

第十四章NATM习题课.习题课【例1】某隧道埋深H为500m，隧道开挖半径r0为3.2m，围岩容重γ为18KN/m3，内摩擦角ф为0.48rad（27.50），粘结力c为0.5MPa，变形系数E为0.15×104MPa，泊松比μ为0.38。求支护阻力与塑性区半径及相应周边位移，并绘制支护阻力与位移的关系曲线。.习题课【解】围岩初始应力为

.习题课Pi＝0，得Rmax＝8.72m，即塑性区最大厚度为8.72－3.2＝5.52mR0＝r0＝3.2m，得Pimax＝4.4MPa.习题课按Pi＝0及Pi为Pimax的1、3/4、1/2、1/4分别算出R0与μr0，列表14-3。表14-31.41.82.54.110.1μr0（cm）3.23.664.355.598.72R0(m)4.43.32.21.10Pi（MPa）.习题课按照表列数值可绘成Pi——μr0曲线如图14-3。1234Pi（MPa）510图14-3.习题课【例2】隧道及其围岩条件与锚喷支护的原理中例题相同，即r0＝3.2m，γ＝18KN/m2，ф＝0.48rad（27.500），c＝0.5MPa，E＝0.15×104MPa，μ＝0.38，H＝500m。拟采用喷混凝土厚度为10cm，设置18型工字钢的钢支撑，每隧道m设1排，用长度为2m的灌浆锚杆，间距e×t＝1×1m。试计算总的能提供的支护阻力。.习题课【解】岩体剪切角剪切范围岩体拱厚度

.习题课岩体剪切线与岩体拱交点的坐标角.习题课岩体拱范围内的剪切体长度1、喷混凝土提供的支护阻力设喷层抗剪强度.习题课剪切角由于d＝10cm＝0.1m，则2、钢支撑提供的支护阻力设置18型工字钢，间距1m，则

.习题课3、锚杆提供的支护阻力采用灌浆锚杆，长2m，间距1×1m，设锚杆抗拔力为50KN，则.习题课4、岩体提供的支护阻力最小主应力

.习题课最大主应力剪应力

.习题课正应力剪切面平均倾角岩体本身产生的支护阻力.习题课5、总支护阻力前例算出，要求的支护阻力为0.884MPa，故满足要求。.复习：1.隧道开挖前后的三种应力状态初始应力状态（原岩）二次应力状态（开挖后）三次应力状态（支护后）.9.2隧道施工过程中的力学解析与分析9.2.1洞室开挖后的应力状态1.三种应力状态初始应力状态（原岩）二次应力状态（开挖后）三次应力状态（支护后）2.基本假定视围岩为均质的、各向同性的连续介质只考虑自重应力场隧道形状以规则的圆形为主无限体中的孔洞问题复习.9.2隧道施工过程中的力学解析与分析9.2.1洞室开挖后的应力状态3.隧道开挖后的应力状态弹性应力状态:围岩强度高、稳定性好。弹塑性应力状态:围岩屈服，塑性区有一定的承载力。第9章新奥法.（一）支护机理.习题课按照表列数值可绘成Pi——μr0曲线如图14-3。1234Pi（MPa）510图14-3.9.2隧道施工过程中的力学解析与分析9.2.3围岩特征曲线与支护特征曲1.围岩特征曲线第9章新奥法.9.2隧道施工过程中的力学解析与分析9.2.3围岩特征曲线与支护特征曲2.支护特征曲第9章新奥法.9.2隧道施工过程中的力学解析与分析9.2.3围岩特征曲线与支护特征曲3.围岩与支护结构平衡状态的建立

第9章新奥法.支护结构径向压力与刚度对圆形隧道而言，假定围岩给支护结构的反力是径向分布的，可以看成是轴对称问题。混凝土或钢支护相对于围岩来说其力学特性可认为是线弹性的。即作用在支护结构上的径向均布压力和径向位移的关系为线性。----支护结构的刚度。

围岩与支护结构的相互作用：.混凝土或喷射混凝土的刚度假设混凝土厚度为支护结构的受压刚度——分别指混凝土或喷射混凝土的弹性模量和抗压强度.灌浆锚杆的刚度灌浆锚杆对围岩的约束是通过锚杆与胶结材料之间的剪应力来传递。其刚度为：分别指灌浆后增加的刚度，是大于1的系数；钢筋弹性模量；锚杆的直径；锚杆的纵向间距；锚杆的横向间距；锚