隧道与地下空间力学与监测技术课件

隧道与地下空间力学分析

与监测技术黄林冲博士后副教授QQ420570701研究方向：地下工程力学土木工程防灾减灾物联网+大数据+云平台近年来主持的科研项目：国家自然科学基金面上项目国家自然科学基金青年基金项目广东省自然科学基金项目3项广东省科技计划项目中国博士后科学基金面上项目中国博士后科学基金特别资助项目广州市产学研协同创新重大专项广东省水利厅科技创新专项项目评审及专家咨询库：国家自然科学基金项目评审专家山东省自然科学基金项目评审专家湖北省自然科学基金项目评审专家广东省科技专家广东省水利厅科技创新专家广东省经济和信息化委专家广州市公共资源交易中心项目评审专家广州市科协科普专家广州铁路局、成都铁路局咨询专家主持的智慧城市工程案例（结构安全与防灾减灾）：

智慧工地：珠海横琴智慧工地大平台建设、中建股份集团智慧工地大平台建设（联合中国联通建设长沙地铁轨道交通智慧工地平台）；城市地下空间及地铁建设：广州金融城地下空间、长沙地铁、广州地铁、深圳地铁的结构及周边建筑物安全研究；城际轨道交通项目建设：珠三角城际轨道莞惠、广清、佛肇交通项目隧道、车站的安全监测及防护；高速铁路建设：向莆高速铁路隧道风险评估、武广高速铁路沉降及变形研究、沪昆高速铁路隧道安全监测、广深港高速铁路隧道风险评估；市政隧道项目：南京长江隧道防灾救援体系之疏散通道专题研究项目

主要内容4隧道支护结构的计算1隧道开挖的力学行为隧道围岩压力分析3隧道开挖监控量测技术隧道概述1隧道施工过程的力学分析2新奥法的基本概念3

第一部分一、新奥法的基本概念与原理◆是一种修建在地下的工程建筑物。◆修建在地下、两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道(在保留上部地层的前提下开挖出能够提供某种用途的地下空间)。1.1隧道概述新奥法的基本概念与原理1.1隧道概述隧道概述1隧道施工过程的力学分析2新奥法的基本概念3

第一部分1.2.1新奥法的由来与产生的历史背景

新奥法的全称是新奥地利隧道工程方法，即NewAustrianTunnelingMethod，缩写为NATM。1.2新奥法的基本概念1.

新奥法的由来1.新奥法的基本概念与原理1.2新奥法的基本概念1.2.1新奥法的由来与产生的历史背景2.

产生的背景1.锚杆支护在20世纪初出现

2.喷射混凝土机在1940年代末研制成功

3.岩石力学的理论发展为新奥法提供了科学依据

1.新奥法的基本概念与原理1.2新奥法的基本概念1.2.2新奥法的基本概念1.

新奥法

用薄层支护手段来保持围岩强度，控制围岩变形，以发挥围岩的自承载能力，并通过施工监控量测来指导隧道工程的设计与施工。1.新奥法的基本概念与原理1.2新奥法的基本概念1.2.2新奥法的基本概念2.

新奥法的三大要素

控制爆破喷锚支护监控量测3.

三项作业

开挖初次支护二次支护1.新奥法的基本概念与原理1.2新奥法的基本概念1.2.3新奥法原理的要点1.承载体系：支护结构+围岩

2.少扰动围岩

3.即允许又限制围岩的变形

4.复合式衬砌（初期支护和二次衬砌）

5.初期支护应尽量做成柔性的

6.要尽可能使结构做得园顺

7.进行有效的监控量测

8.通过“排堵措施”解决衬砌渗水1.新奥法的基本概念与原理隧道概述1隧道施工过程的力学分析2新奥法的基本概念3

第一部分1.3隧道施工过程的力学分析1.新奥法的基本概念与原理

①一切措施都围绕围岩稳定为目的；②支护与围岩视作统一的复合体，共同作用；③复合体中围岩是承载主体，最大限度的发挥围岩的自承能力，同时也要发挥支护结构的承载能力；④注重现场试验和监控量测

1.3.1现代支护理论1.3隧道施工过程的力学分析1.新奥法的基本概念与原理1.3.2围岩—支护平衡曲线概念1围岩松动压力的形成和确定方法2围岩压力的分类3

第二部分隧道围岩压力分析2围岩压力2.1岩体初始应力状态

自重应力构造应力地下水压力温度应力原岩毛洞稳定洞室开挖支护一、票围岩撞压力傻及其漫分类(一)围岩压她力围岩鬼压力地层对滚洞室的凉作用力广义：丛包括有励、无支绕护时的汽压力狭义：金仅指对着支护的忘压力（二）短围岩压鸭力分类1．松乓动压假力～围岩跌变形骄过大复，发余生松麻动而售形成码的压绒力。2．形变次压力～围岩变轮形在有择限范围冒内而形窃成的压彻力。这是最侄重要的慨两种压草力形态芹。问题习：1.这两种插压力性台质上有构何不同蒸？2.压力侍的性液质与浮围岩葱稳定滤性有李何关漠系？3．膨扫胀压妻力～膨胀性套岩层。4．冲糠击压绳力～明洞，壮落石；暗洞敏，坍亿方、怒岩爆纳。3.吓2影响酷围岩件压力对的因终素㈠地质磁因素1.岩体初辱始应力合状态2.岩石天力学畏性质3.岩体结象构面4.地下水甩等㈡工程咸因素1.施工期方法2.支护设述置时间3.支护本台身刚度4.隧道断培面形状黎等1.围岩松金动压力爸的形成自然拱乔的概念畏：围岩益的变犁形不金能得佣到有坝效的贫控制岔，当男变形冬超过规一定元限度糕后，芬围岩棚发生滑松动订、坍劫落，广最终面在洞夕室上拍方形励成拱确形。(a)变形阶横段；(b楼)松动既阶段跪；(c呼)塌落阶慈段；(d挠)成拱阶刷段。3.3围岩松蚕动压力限的形成宁和确定麦方法自然拱影响玻自然役拱的玩因素抽：●隧道蛙埋深掏～成拱的惑必要条背件●隧道桂断面杜形状抽和大岸小～拱的范道围●施工因坐素～对围烧岩的说扰动劝程度2、围往岩压兽力的目确定饱方法直接裤量测俩法理论掉估算喷法统计法温（经验肌法、工朵程类比拨法）1)深埋隧到道围岩碎松动压亮力的确照定方法(1)统计有法—我国《隧规》所推仿荐的装方法式中γ—围岩容禾重；hq—坍落哪拱高雨度；s—围岩区级别港；w—宽度影广响系数治，由w=1茄+i（B-5）计算齐：B—坑道宽梅度，当B＜5m时，取i=忍0.2，当B＞5m时，位取i天=0驼.1。围岩印水平想均布挥压力围岩级别Ⅰ、ⅡⅢⅣⅤⅥ水平均布压力0＜0.15q(0.15～0.3)q(0.3～0.5)q(0.5～1.0)q统计养法公存式的梳适用殊条件荡：H/B＜1.熊7，H为坑页道的作高度赔；深埋肃隧道贝；不产估生显奸著偏叛压力露及膨罗胀力快的一烈般围烟岩；采用呆矿山嫩法施赌工。据统计啦，围岩哄垂直松飘动压力译的分布曲可概括怠为4种，书如图淘。围岩竖兴向松动缠压力的炎分布图漠形统计波法公形式仅座针对隔图中边第一镇种情满况。(2)普氏理丑论散粒体聪理论：很岩体被稠节理、熄裂隙所医切割，狡视为散奥粒体。普氏踏系数f(岩体坚采固性系纪数):岩体坚君固性系闪数f的概念躲：f—是一个仙以岩体蹦强度为扭主的指伯标，兼查顾抗钻抬性、抗你爆性、林地下水谎等性质躬。前述同自然律拱概尚念最租早由盖普氏布提出考：自然卡拱的惑两种纸形态①坚硬岩艺体:②松散喝破碎丈岩体蚁：式中厚为矿隧道士净跨聪度的催一半用；奏为煤隧道技净高驼度。一般愧来说帜，普失氏理屿论比档较适乔用于爽松散牧、破写碎的妥围岩狸中。(3)泰沙仇基理她论理论：桌散粒体朝理论。◆假定骗：破裂行面为摧折线—OA乌B◆方法：研究帖微分煌条带dh的平献衡。◆步骤筑：1.Σ匹V=0，建廉立微骆分方盯程2.边界条崭件：3.解微课分方虑程，得窑：4.讨论：⑴犬当埋研深h达到一垫定程度它时，狂为鼓恒值：⑵取衬侧压力顺系数k=庆1，骗则有脸：⑶与炮普氏捏法对命照，至能发目现什悼么？2)浅埋隧分道围岩县松动压滑力的确毒定方法⑴深梁、浅埋奏隧道的缘瑞判定原呈则Hp＝（2～2.5）hqI一III级围绸岩取:Hp＝2hqIV～VI级围脖岩取:Hp＝2.5阀hqH≥芽Hp时为深恩埋H＜Hp时为浅坊埋H为覆殊盖层浩厚度(2)浅埋隧规道围岩品松动压忠力的确绣定方法①土柱法要点：正忽略滑英动面上勇的阻力与。适于：斗埋深H≤起hq垂直德压力秩：q=缠γH水平压拌力按朗角金公式芹：e=杰γ(含H+周1/苦2H溉t)t饰g2(450–Φ垃/2)Ht为隧带道净稻高。②一院法重点：当H＞hq时，漂应该角考虑牙滑动子面上杂的阻庙力。分析下葱图：第三部谎分监控量汉测项目绞与方法隧道愚开挖迎过程振的监幅控技疏术监控福量测得是指揭在隧锡道施毅工过洒程中饿，对喘围岩择、地挠表、撇支护炎结构规的变带形和饮稳定里状态狂，以嚼及周奥边环林境动贝态进寻行的烘经常羞性观拔察和糠量测赚工作柏。以了解乐和掌握趣围岩稳滩定状态惠及支护迅结构体行系可靠铲程度，经确保隧届道施工收安全和纵结构的趴长期稳摆定性，洽为隧道蚊施工中忆变更围览岩级别屯、调整冬初期支榴护和二妹次衬砌湖的参数侄、指导桃施工顺蕉序、修口正及优樱化设计翻提供依样据，是雅实现信靠息化设签计与施算工不可蜓缺少的己一道工趋序。监控量岸测的概车念1、隧道用施工量掘测项目包括必测圾项目闹和选摄测项勒目，应根颜据隧道窑工程地墙质条件脾、围岩匆类别、奇围岩应渡力分布餐情况、五隧道跨射度、埋忧深、工漠程性质绵、支护担类型等战因素确喉定。3.隧道施建工监控悟量测技醉术序号项目常用测量仪器备注1洞内、外观察现场观测、数码相机、罗盘仪2拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪3净空变化收敛计、全站仪4地表沉降水准仪、铟钢尺或全站仪

监控量铃测必测伍项目必测项搬目是施并工的经积常性量碑测项目术，这类悬量测项夹目通常社测试方迎法简单卖、费用微少、可升靠性高忍，对监墨视围岩着稳定、皮指导设咳计和施迁工却具累有重要瓜的作用乱。3.隧道施刊工监控转量测技图术序号量测项目仪器设备1围岩压力压力盒2钢架内力钢筋计、应变计3喷混凝土内力混凝土应变计4二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计5初期支护与二次衬砌间接触压力压力盒6锚杆轴力钢筋计7围岩内部位移多点位移计8隧底隆起水准仪、锢钢尺或全站仪9爆破振动振动传感器、记录仪10孔隙水压力水压计11水量三角堰、流量计12纵向位移多点位移计、全站仪选测盯项目趟是对失一些萝有特任殊意纯义和妖具有拉代表役性的慎区段裹进行稀监测歇，以培求更毁深入眼地掌瓶握围广岩的研稳定唉状态词与锚路喷支做护效灵果，独以便勉更好划地指壶导未戏开挖脂区的吩设计后与施呢工，制这类网量测肝项目昂较多令、费野用较福大，屠一般元由设饥计文桃件规备定在且局部患地段狭进行些。

量测项目围岩种类必测项目选测项目洞内外观察净空收敛拱顶下沉锚杆抗拔力地表下沉围岩内位移锚杆轴力钢支撑应力接触压力混凝土应变洞内弹性波硬岩软岩土砂必须谷实施臭、慈可以校实施句、锣必要梁时实魂施(1约)洞忘内外链观察A目向测观察级的目的①预插测开蒜挖面挪前方铸的地养质条狂件。（开超前客地质饿预报丛）②为骨判断碑围岩颂的稳砍定性插提供疑地质方依据叹。③根据斥喷层表茫面状态暑及锚杆庭的工作戏状态，觉分析支研护结构调的可靠塞程度。2.5品.1必测项骄目3.胞1必测勒项目3.隧道河施工品监控迟量测半技术（2）厨周边位偷移量测A周等边位移尤量测目什的收敛量候测是隧推道施工飞监控量甘测的重欺要项目优。周边括位移是熟隧道围矿岩应力摘状态变镰化最直镇观的反基映，通微过周边踪蝶位移量尽测可以盒达到以但下目的株：①判断评隧道空针间的稳但定性；②根聋据变免位速毁度判揉断围直岩稳缠定程灵度和耻二次创衬砌编施作衫的合佩理时镇机；③指导姑现场的瓦施工。3.1隧道施何工量测突必测项菌目3.隧道晌施工锁监控烦量测遭技术B周塑边位移相量测方辜法及要往求收敛量余测的主耕要内容蜓包括仪蛛器选择悔、断面拳间距、板量测频素率、测喜线布置围、量测枪点埋设牲时间等孝。①收敛腿量测的辨间距与壶测点数待量必测载项目郑量测积断面泰间距狼和每拾断面哪测点勿数量围岩级别断面间距（m）V～VI5IV10III30～50注:Ⅱ级围谅岩视汪具体扔情况低确定浑间距用。3.隧道施艇工监控晕量测技耻术②量测嫌频率陕：量唤测频哗率可祸根据位移速摸度和量锈测断面厨距开挖长面距离确定搜：按位移锐速度位移速度（mm/d）量测频率≥52次/d1～51次/d0.5～11次/2～3d0.2～0.51次/3d＜0.21次/7d按距开羊挖面距礼离(注：b为隧道蔬开挖宽吓度)量测断面距开挖面距离（m）量测频率(0～1)b2次/d(1～2)b1次/d(2～5)b1次/2～3d＞5b1次/7d由位煮移速械度决院定的跃监控检量测哭频率觉和由佛距开所挖面口的距染离决胸定的屯监控辫量测量频率民之中掌，原则上筒采用较则高的频寻率值。出现异巩常情况塑或不良融地质时炎，应增年大监控趟量测频滚率。

地段开挖方法一般地段特殊地段全断面法一条水平测线—台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线，两条斜测线分部开挖法每分部一条水平测线CD或CRD法上部、双侧壁导坑法左右侧部，每分部一条水平测线，两条斜测线、其余分部一条水平测线净空变耗化量测看测线数洞周收抽敛量测洞周咳收敛汤量测围岩鲁水平窝收敛沾量测(3)晶拱顶妖下沉量背测A拱隶顶下沉蒙量测目血的确认券围岩给的稳爱定性金，判什断支持护效泊果，顾指导原施工录工序稀，预辽防拱渐顶崩领塌，凡保证驼施工路质量纽奉和安当全。B拱幅顶下沉珍量测仪锣器精密庭水准俱仪或滩全站混仪3.1隧道施作工量测荷必测项殊目3.隧道爬施工呼监控挑量测掀技术拱顶下赏沉量测(4)湿地表亏下沉量厅测目的：⑴城市涨道路路篇面的稳响定。⑵根蒜据地筛表建舟筑物跃类别看，控乞制最峡大下庸沉量券。设点乘：地表巧沉降距测点斧横向累间距吉为2～5m。每个亭断面设7～11个点，病监测范毯围应在膏隧道开领挖影响书范围以易内。在眯隧道中覆线附近绝测点应尾适当加苗密，隧挡道中线腿两侧量蕉测范围隶不应小腰于Ho泉+B（Ho为隧道扁埋深，B为隧津道开怜挖宽真度毒），公地表师有控巩制性健建(构)筑物消时，脆量测窑范围柄应适粥当加水宽。测点采婚用φ2村2螺纹钢腊，深入嗓坡体60～80餐cm，外铺露5c嘱m，表口面磨性平后猫在表西面打敏眼作平标记疏。地表氏下沉征量测坐应在塌开挖眨工作暖面前简方，队隧道晋埋深填及隧说道开毅挖高咽度之哪和处番开始免，直告到二缝次衬寻砌结稳构封鼓闭、殊下沉饭基本惧停止露时为满止。地表下喜沉量测南频率应呢与洞内渗拱顶下血沉和净巡寿空变化腹的量测蛛频率相可同。3.1隧道施喘工量测伙必测项阅目地表沉铺降与隧盘道埋深埋深重要性测量与否3B<H小不必要2B<H<3B一般最好量测B<H<2B重要必须量测H<B非常重要必须列为主要量测项目注：B为隧道切直径，H为隧道新埋深。地表浩沉降烫测点学纵向寇间距5～10H≤B10～20B<H蝴≤2B20～502.柜5B贝>H骑>2差B纵向测加点间距需（m）埋深与方开挖宽内度隧道内必测项目监控量测断面间距30～50III10IV5V～VI断面间距(m)围岩级别图1地表俘下沉教测点妨布置岛图图2-网1全断促面开梁挖隧毙道拱详顶沉择降及侦周边窃收敛纳测点思布置匠图图2-溜2上下台肤阶及三碧台阶法损开挖拱晋顶沉降冻及周边卸收敛测吉点布置隶图图2-恼3曲CD、CR顶D法开虹挖隧追道拱价顶沉孔降及俊周边渠收敛供测点斑布置惭图图2-馋4双侧壁秋导坑法粥开挖隧洲道拱顶抽沉降及咱周边收客敛测点茄布置图图3拱部喘下沉倘、底遥部上跨鼓、探填充谜面下鞋沉测锡点布铅置图（1）挂围岩内长部位移糟量测A隧驰道围岩倦内部位耐移量测要的主要业目的①了解急隧道围遍岩的径倘向位移樱分布和翻松弛范绑围。②判断巩开挖后滋围岩的求松动区凭、强度速下降区垮以及弹蛇性区的任范围。③根哲据实横测结缎果优壤化锚溜杆参凉数，隶指导货施工蓬。B量匆测仪器多点位点移计3.缩慧2选测项骨目3.隧道西施工肝监控伪量测鸭技术围岩内指部位移甚量测（2）锚杆乱轴力量思测A量测目裳的①了解株锚杆实饿际工作头状态及站轴向力秘的大小竟。②结合问位移量强测，判趴断围岩厌发展趋危势，分页析围岩狮内强度材下降区体的界限砖。③修正序锚杆设惑计参数谅，评价仆锚杆支城护效果单。B量测方肥法和仪买器锚杆温的轴外向力物测定球，按府其量追测原厅理可台分为电测尸式和机械式两类吃。其秘中电萝测式器又可块分为电阻傻应变著式和街钢弦急式。电阻应侨变式和暂机械式糊是通过吓量测锚介杆不同用深度处李的应变遮（或变孩形），数然后按震有关计逗算方法除转求应船力。钢弦非式则垮是通垦过测啊定不抗同深量度处笔传感串器受栽力后朵的钢触弦振倘动频请率变兄化，鞋转求顾应力华。3.体2选测项刘目（3）脆围岩压舰力及两拐层支护暗间压力罚量测隧道开触挖后，委围岩要厅向净空筹方向变左形，而存支护结割构要阻计止这种肺变形，睬这样就留会产生树围岩作无用与支理护结构故上的围轻岩压力突。围岩掏压力量爸测，通朗常情况神下是指单围岩与笋支护或轻喷层与务二次衬安砌混凝肢土间的涛接触压篇力的测峰试。A量疾测目的了解颈围岩若压力缸的量国值及召分布针状态钉；判反断围槽岩和知支护爆的稳标定性皆，分执析二煎次衬萍砌的玩稳定喘性和仰安全刃度。B量测厦仪器偶与原筹理接触压泰力量测之仪器根喝据测试惨原理和虽测力计猾结构不湾同分为液压墓式测尿力计和电测饮式测轿力计煎，目前隧哪道中多辽用电测益式。弦测巴法原字理：让在传居感器久中有栗一根觉张紧宪的钢或弦，熊当传虫感器南受外盏力作授用时适，弦障的内超应力膏发生左变化愈，随根着弦搂的内倡应力排改变蜜，自愈振频滥率也段相应盖地发盼生变界化，泼弦的欣张力笔越大配，自丢振频属率越记高，盾反之碰，自嫩振频振率越纱低。3.众2选测项寄目喷层边应力组量测喷层呜应力艺量测喷层应票力测点骨的布置（3回）钢皱支撑日应力齿量测一般秆在Ⅵ、Ⅴ级围港岩中顾常采跃用型俗钢支菌撑；Ⅳ级围岩午中常采缝用格栅币支撑。笛通过对恩钢支撑落的应力捎量测，摸可知钢沸支撑的投实际工支作状态误，从钢世支撑的酒性能曲蜓线上可鸣以确定库在此压圆力作用秧下钢支甜撑所具纠有的安抓全系数烧，视具躬体情况梅确定是典否需要例采用加银固措施辆。A坛量测薄目的①了宇解钢受支撑做应力株的大明小，刻为钢辛支撑晋选型钞与设幕计提朗供依页据。②根据辟钢支撑引的受力厅状态，至判断隧盏道空间誉和支护澡结构的情稳定性但。③了冤解钢含支撑你的实丧际工逝作状扬态，惰保证未隧道烈施工贵安全碧。3.2选测嚼项目B量树测元件目前使逆用较普绿遍的型筒钢支撑侍应力量嗓测多采研用钢弦果式表捎面应续变计，格栅支昨撑应力练量测多轨采用钢弦式雄钢筋应图力计。钢弦罚式表杀面应坝变计逃结构问图钢弦强式钢搁筋应初力计钢支校撑应咳力量脆测钢支撑笼应力量帜测钢筋计毯测格栅难应力(4捧)混凝土臂应力量连测混凝辟土应福力量掠测包耀括喷较射混基凝土政和二事次衬拉砌模度筑混犬凝土掠应力闯量测邪。其青目的献是了华解混常凝土舱层的寸变形诵特性底以及捎混凝革土的腊应力蓝状态予；掌保握喷遣层所嫂受应言力的辫大小帜，判观断喷洲射混搂凝土虎层的逐稳定岩状况滩；判冬断支誉护结袖构长偏期使妈用的拜可靠愈性以吸及安赴全程冰度；丽检验窄二次叛衬砌兴设计祝的合狡理性柜。3.热2选测妈项目钢弦式害压力盒腿布置图二衬哥应力飞量测二衬应猪力量测隧道搬结构稠体系骂的计亭算模坛型1岩体力骑学方法2结构秧力学廉方法3第四部焦分隧道支驱护结构卖的计算隧道宇工程冤的受庆力特夫点4.1隧道结罗构体系装的计算伙模型1.荷载撤的模肚糊性2.围岩物颈理力学周参数难姐以准确健获得3.围岩压蒙力承载尘体系◆围岩贪不仅贪是荷盾载，顶同时知又是浸承载克体；◆地层压利力由围肺岩和支匹护结构丸共同承捐受；◆充分枕发挥扔围岩劈燕自身仿承载带力的数重要矿性。第4章隧应道支护揉结构的予计算隧道工忙程的受墓力特点4.月1隧道结焦构体系储的计算令模型4.设计时参数咽受施头工方麻法和绳施作永时机宫的影植响很情大5.隧道笛与地鸣面结筝构受慰力的登不同磨点—围岩灰抗力羞的存庆在第4章散隧道银支护领结构蕉的计青算4.1个.2隧道乡丰结构政体系析的计滋算模分型1.结构峰力学极模型特点：◆以支护等结构作捏为承载易主体；◆围岩对灯支护结亭构的作词用间接松地体现京为两点淡：①围邻岩压乎力；秧②嫁围岩垂弹性浸抗力俘。◆采用结吹构力学高方法计桨算。适用酬于：模筑砼程衬砌第4章般隧道性支护颈结构版的计蜻算2.岩体力购学模型特点：◆支护榨结构辞与围揪岩视修为一衰体，千共同醒承受都荷载影，且拌以周围岩膜作为娇承载锅主体候；◆支护必结构屋约束加围岩垒的变引形；◆采用臭岩体说力学园方法叼计算迷；◆围岩沙体现坝为形施变压暖力。适用于历：锚喷支级护第4章隧通道支护熔结构的车计算概弹述4.德2结构痛力学划方法1.基本捐原理◆将支蕉护和离围岩添分开拼考虑覆，支稻护结鸽构是某承载裁的主乖体，饥围岩技作为虾荷载谅的来班源和筒支护全结构贷的弹盗性支镰承，成与其能对应适的计榆算模丹型称纱为荷色载—结构妇模型晨。第4章隧购道支护李结构的蹈计算根据组对荷类载的隙处理般不同商，它涛大致或有如欣下三要种模懒式：◆主动荷伸载模式驶（图4－1（a））◆主动荷鞋载加被灾动荷载蛾模式（固图4－1（b）)◆实际侄荷载郊模式贝（图4－1（c）)。第4章妄隧道岸支护皇结构询的计搅算图4—1荷载—结构模寄式第4章迹隧道纤支护饰结构丽的计悟算2.隧道衬赚砌受力调变形的晕特点第4章日隧道竹支护贝结构杠的计页算3.隧道法衬砌疤承受测的荷丛载及谢分类(1)主动明荷载◆主要荷敞载◆附加荷荷载(2)被动荷俘载～围许岩抗力◆共同快变形托理论◆局部狼变形介理论图4-垄3局部变标形示意悉图第4章隧跟道支护督结构的让计算5.拉2.车3隧道拢衬砌脊结构植计算漆的矩窃阵位朱移法1.基本原歼理矩阵龙位移春法又雕叫直警接刚奶度法秒，它功是以瓦结构节节点糠位移慎为基欠本未惭知量糟，联剂接在寺同一盾节点贺各单除元的钢节点味位移谊应该苦相等貌，并到等于昨该点忠的结脱构节货点位怀移（淋变形档协调寻条件弹）；歇同时崭作用忆于某妹一结圆构节原点的杂荷载姜必须玻与该赶节点抢上作么用的撞各个痰单元起的节敞点力叙相平私衡（况静力嫌平衡愿条件炕）。第5章隧起道支护推结构的角计算计算特涉点:①三种单区刚◆衬砌单袄刚：梁牵单元◆抗力摄单刚野：二狗力杆蛙单元◆基础单初刚：支辉座单元徒②竖拼总刚(结构缝刚度浸矩阵)③边界条阵件～墙设基础水味平位移趁为0

④求解以预节点位涌移为未我知量的袄方程组棕～高斯旧消去法妨等

⑤罢由节另点位移虽求出单落元节点匪力～内踏力第5章隧妙道支护叉结构的笔计算2.计算厅图式衬砌结杰构的处液理◆衬砌的名处理：黑将衬砌适沿其轴贯线离散劈燕化为直耍杆单元险（梁单或元），再并将单壶元的联逝接点称激为节点桐。◆墙基础祥的处理灯：假设踏边墙底桐端是弹铁性固定蚂，即能虫产生转天动和垂易直下沉爱，不能吹产生水录平位移乖。第4章撒隧道柿支护蜂结构鼠的计叠算图4-户4直刚法郑计算图蠢式第4章隧礼道支护宇结构的耍计算(2地)等效扁节点顶荷载绿的处窑理◆按“静力等揪效”原则进青行，即强均布荷逗载所作义的虚功思应等于手节点荷煌载所作救的虚功涉。2.计算够图式第4章隧尘道支护绒结构的勤计算图4-怨5等效亦节点床荷载到计算独示意转图第4章井隧道古支护盼结构联的计龟算垂直均他布荷载化作用在绣单元上纠的等效续节点力烦分量为义：第4章取隧道冲支护希结构码的计樱算水平岂均布潜荷载炒作用迷在单袋元上购的等钉效节她点力偿分量辛为：第4章隧衡道支护戚结构的狭计算3.单元刚轰度矩阵衬砌单杂元刚度久矩阵(衬砌章单刚)弹性支龟承链杆芽单元刚罢度矩阵(抗力单括刚)要点爱：◆其局滤部坐翻标系雀与总锡体坐抱标系柜一致溪；◆由温氏饰假定求造抗力。墙脚洗弹性牙支座质单元鞠刚度地矩阵第4章称隧道况支护坊结构爆的计辛算3.单元仔刚度倦矩阵图4-7弹性链趋秆单元更示意图第4章隧灯道支护旁结构的暮计算3.单元刚缎度矩阵图4-8墙角弹俯性支座态单元示膀意图第4章隧呈道支护碧结构的述计算4.建立认结构赶刚度蹲方程（1）结滤构刚纺度方邮程的忆形成（2）淹结构召刚度源矩阵骑的特尸点◆对称搞矩阵(反力互殃等定理)；◆稀疏的单带状矩忘阵，非旷零元素事的个数咏一般只负占元素城总虫数的5％左右弄；◆是非醋奇异前矩阵逮。因挡抗力涛弹簧侦本身雨就是获对衬附砌结榜构的颂约梅束，熄故衬古砌结保构不临能作泡刚体甩移动紫。第4章扔隧道豆支护附结构片的计尘算5.