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2010注册岩土工程师考试:新奥法设计施工的原理

www.zige365.com 2010-1-11 14:28:49 点击:发送给好友 和学友门交流一下 收藏到我的会员中心

  3.为了改善支护结构的受力性能,施工中应尽快闭合,而成为封闭的筒形结构。另外,隧道断面形状应尽可能圆顺,以避免拐角处的应力集中。 
  4.通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测,合理安排施工程序、进行设计变更及日常的施工管理。 
  5.为了敷设防水层,或为了承受由于锚杆锈蚀,围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载,可采用复合式衬砌。 
  6.二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的,围岩和支护结构形成一个整体,因而提高了支护体系的安全度。 
  上述新奥法的基本要点可扼要的概括为:“少扰动、早喷锚,勤量测、紧封闭”。 
  三、用一个弹簧来理解新奥法原理
  1.洞室边缘某一点A在开挖前具有原始应力(自重应力和构造应力)处于一个平衡状态。如同一根弹性刚度为K的弹簧,在P0作用下处于压缩平衡状态。 
  2.洞室开挖后,A点在临空面失去约束,原始应力状态要调整,如果围岩的强度足够大,那么经过应力调整,洞室可处于稳定状态(不需支护)。然而大多数的地质情况是较差的,即洞室经过应力调整后,如不支护,就会产生收敛变形,甚至失稳(塌方),所以必须提供支护力PE,才能防止塌方失稳。等同于弹簧产生了变形u后,在PE作用又处于平衡状态。 
  3.由力学平衡方程可知,弹簧在P0作用时处于平衡状态;弹簧在发生变形u后,在PE的作用下又处于平衡状态,假设弹簧的弹性系数为K,则有: 
  P0=PE+Ku
  讨论:(1)当u=0时,P0=PE 即不允许围岩变形,采用刚性支护,不经济; 
  (2)当u↑时,PE↓;当u↓时,PE↑。即围岩发生变形,可释放一定的荷载(卸荷作用),所以要允许围岩产生一定的变形,以充分发挥围岩的自承能力。是一种经济的支护措施,围岩的自稳能力P=P0-PE=Ku; 
  (3)当u=umax时,发生塌方,产生松驰荷载,不安全。 
  四、要点
  1.围岩是受洞室开挖影响的那一部分岩(土)体,围岩是三位一体的即:产生荷载、承载结构、建筑材料。 
  2.隧道是修筑在应力岩体中的,具有特殊的建筑环境,不能等同于地面建筑。 
  3.隧道结构体系=围岩+支护体系。

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