某軌道交通區(qū)間盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u32568某軌道交通區(qū)間盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算過程案例 121731.1荷載構(gòu)成 247231.1.1垂直荷載 2123331.1.2水平荷載 2238981.1.3自重荷載 3223241.1.4地層反力 3266771.2淺埋段荷載計(jì)算 4290501.2.1垂直荷載 5145931.2.2水平荷載 5122461.2.3土體抗力 5155591.2.4隧道抗浮驗(yàn)算 6298461.3中埋段荷載計(jì)算 7226471.3.1垂直荷載 8218441.3.2水平荷載 8179021.3.3土體抗力 8236831.3.4隧道抗浮驗(yàn)算 9178651.4深埋段荷載計(jì)算 1041851.1.1垂直荷載 11136181.1.2水平荷載 11127951.1.3土體抗力 11201811.1.4隧道抗浮驗(yàn)算 12本次設(shè)計(jì)采取荷載結(jié)構(gòu)模型，荷載結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如圖1.1所示，將盾構(gòu)管片作為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，水平壓力直接作用于管片之上。隧道頂部埋深為11.02—25.10m，遠(yuǎn)大于隧道外徑6.2m所以首先按深埋隧道計(jì)算。圖1.1荷載結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖1.1荷載構(gòu)成1.1.1垂直荷載隧道穿越地段圍巖級(jí)別為VI級(jí)，隧道開挖寬度為5.5m，則隧道寬度每增減1m時(shí)的圍巖壓力增減率i=0.1。開挖隧道寬度的影響系數(shù)ω=1+0.1×深埋隧道垂直荷載計(jì)算高度：h1.1.2水平荷載作用于襯砌的側(cè)向水平土壓力等于垂直土壓力乘以側(cè)向土壓力系數(shù)，本次設(shè)計(jì)考慮為靜止側(cè)壓力系數(shù)建議K0。水壓力均按靜水壓力考慮，對(duì)于砂性土采用水土分算，對(duì)于黏性土采用水土合算。ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>黃建明</Author><Year>2004</Year><RecNum>18</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[2]</style></DisplayText><record><rec-number>18</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t2vd5twwx0x0f1esdfp5f2d9t9p0s2rwxvwv">18</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>黃建明</author></authors></contributors><auth-address>廣州市地下鐵道設(shè)計(jì)研究院廣州510010</auth-address><titles><title>盾構(gòu)管片計(jì)算模型的選擇</title><secondary-title>鐵道建筑</secondary-title></titles><periodical><full-title>鐵道建筑</full-title></periodical><pages>29-31</pages><number>06</number><keywords><keyword>盾構(gòu)管片</keyword><keyword>計(jì)算模型</keyword><keyword>比較分析</keyword></keywords><dates><year>2004</year></dates><isbn>1003-1995</isbn><call-num>11-2027/U</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[\o"黃建明,2004#18"2]側(cè)向水平土壓力分為兩部分，一是矩形部分用q1表示，另一個(gè)是三角形部分用q隧道頂部水平土壓力：q隧道底部水平土壓力：q隧道頂部水平水壓力：q隧道底部水平水壓力：q水平總荷載：qqγ'——γwh0hwR0K01.1.3自重荷載盾構(gòu)隧道襯砌外徑為D0=6.2m，內(nèi)徑為D1=5.5m。管片幅寬襯砌形心半徑：R混凝土重度：γ管片橫截面積：S=π單位長度襯砌的重力：W=γS=25×6.4292=160.73kN/m結(jié)構(gòu)的自重荷載：g1.1.4地層反力本次設(shè)計(jì)選用慣用計(jì)算方法，隧道底部的地層反力看作是垂直土壓力、水壓力、自重力和上覆荷載合力。計(jì)算土體抗力時(shí)，采用溫克爾局部變形理論，假定抗力是一等腰三角形，ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>王洪波</Author><Year>2010</Year><RecNum>27</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[3]</style></DisplayText><record><rec-number>27</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="t2vd5twwx0x0f1esdfp5f2d9t9p0s2rwxvwv">27</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>王洪波</author></authors></contributors><auth-address>中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司;</auth-address><titles><title>軟土地區(qū)淺埋地鐵盾構(gòu)穿越鐵路的管片設(shè)計(jì)</title><secondary-title>四川建筑</secondary-title></titles><periodical><full-title>四川建筑</full-title></periodical><pages>83-85</pages><volume>30</volume><number>03</number><keywords><keyword>淺埋盾構(gòu)</keyword><keyword>下穿鐵路</keyword><keyword>結(jié)構(gòu)計(jì)算</keyword><keyword>管片配筋設(shè)計(jì)</keyword></keywords><dates><year>2010</year></dates><isbn>1007-8983</isbn><call-num>51-1133/TU</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[\o"王洪波,2010#27"3]且與水平直徑上下呈45°。qδ——土反力位移；k——土的基床系數(shù)（N/m3E——襯砌的彈性模量，E=3.45×10I——截面慣性距，I=η——襯砌圓環(huán)抗彎剛度折減系數(shù)，此處取值1；其余符號(hào)意義同前。1.2淺埋段荷載計(jì)算取隧道頂部埋深11.02m處作為淺埋段隧道截面計(jì)算，其中水位埋深為2.8m。淺埋段斷面覆土相關(guān)土力學(xué)參數(shù)見表1.1，淺埋段斷面示意圖如圖1.2所示。表1.1淺埋段斷面覆土類別及相關(guān)力學(xué)參數(shù)層號(hào)土層名稱重度γ(kN/有效重度γ層厚（m）黏聚力c（kPa）內(nèi)摩擦角φ（°）靜止側(cè)壓力系數(shù)K①2素填土199.22.310100.3④1黏土18.890.90.65⑥1粉質(zhì)黏土18.893.20.72⑥2淤泥質(zhì)土18.28.41.70.75⑥3黏質(zhì)粉土18.78.91.30.5⑥4粉質(zhì)黏土19.29.41.112.828.70.7⑥44淤泥質(zhì)土18.48.62.40.75⑦粉質(zhì)黏土20.310.51.321.036.30.56圖1.2淺埋段斷面示意圖1.2.1垂直荷載由1.1.1結(jié)論，隧道覆蓋層厚度h=11.02m＜（2~2.5）ha,按淺埋隧道進(jìn)行荷載計(jì)算。地面荷載垂直土壓力pe1ppe1水位埋深2.8m，隧道頂部埋深11.02m。垂直水壓力pw1p垂直總荷載p1p1.2.2水平荷載由1.1.2可知側(cè)向土壓力等于垂直土壓力乘以靜止側(cè)壓力系數(shù)K0隧道頂部垂直土壓力：p隧道底部垂直土壓力：p隧道頂部水平土壓力qe1：隧道底部水平土壓力qe2：隧道頂部水平水壓力qw1:隧道底部水平水壓力qw2：水平總荷載：隧道頂部水平荷載：q隧道底部水平荷載：q1.2.3土體抗力根據(jù)1.1.4，取抗彎剛度折減系數(shù)η=1，土的水平基床系數(shù)為k=20MPa/m，代入其余參數(shù)可得：襯砌在水平直徑處的變形量：側(cè)向土體抗力：q垂直荷載抗力：p自重抗力:1.2.4隧道抗浮驗(yàn)算取一延米長度隧道計(jì)算，抗浮安全系數(shù)為：FF滿足抗浮要求，淺埋段隧道荷載計(jì)算圖如圖1.3所示。圖1.3淺埋段隧道荷載計(jì)算圖

1.3中埋段荷載計(jì)算取隧道頂部埋深18.06m處作為中間埋段隧道截面計(jì)算，其中水位埋深為2.4m。斷面覆土相關(guān)土力學(xué)參數(shù)見表1.2，斷面示意圖如圖1.4所示。表1.2中間埋段斷面覆土類別及相關(guān)力學(xué)參數(shù)層號(hào)土層名稱重度γ(kN/有效重度γ層厚（m）黏聚力c（kPa）內(nèi)摩擦角φ（°）靜止側(cè)壓力系數(shù)K①2素填土199.23.410100.3④1黏土18.891.70.65⑥1粉質(zhì)黏土18.8940.72⑥3黏質(zhì)粉土18.78.91.10.5⑥4粉質(zhì)黏土19.29.45.912.828.70.7⑦粉質(zhì)黏土20.310.51.21.036.30.56⑧1粉質(zhì)黏土19.910.16.9617.027.90.53圖1.4中間埋段斷面示意圖1.3.1垂直荷載由1.1.1結(jié)論，隧道覆蓋層厚度h=18.06m＜（2~2.5）ha荷載計(jì)算。地面荷載p垂直土壓力pe1pp水位埋深2.4m，隧道頂部埋深18.06m。垂直水壓力pw1p垂直總荷載p1p1.3.2水平荷載由1.1.2可知側(cè)向土壓力等于垂直土壓力乘以靜止側(cè)壓力系數(shù)K0隧道頂部垂直土壓力：p隧道底部垂直土壓力：p隧道頂部水平土壓力qe1：隧道底部水平土壓力qe2：隧道頂部水平水壓力qw1:隧道底部水平水壓力qw2：水平總荷載：隧道頂部水平荷載：q隧道底部水平荷載：q1.3.3土體抗力根據(jù)1.1.4，取抗彎剛度折減系數(shù)η=0.7，土的水平基床系數(shù)為k=22MPa/m，代入其余參數(shù)可得：襯砌在水平直徑處的變形量：側(cè)向土體抗力：q垂直荷載抗力：p自重抗力:1.3.4隧道抗浮驗(yàn)算取一延米長度隧道計(jì)算，抗浮安全系數(shù)為：F滿足抗浮要求，中間埋深隧道荷載計(jì)算圖如圖1.5所示。圖1.5中埋段隧道荷載計(jì)算圖1.4深埋段荷載計(jì)算取隧道頂部埋深25.10m處作為淺埋段隧道截面計(jì)算，其中水位埋深為2.3m。斷面覆土相關(guān)土力學(xué)參數(shù)見表1.3，斷面示意圖如圖1.6所示。表1.3深埋段斷面覆土類別及相關(guān)力學(xué)參數(shù)層號(hào)土層名稱重度γ(kN/有效重度γ層厚（m）黏聚力c（kPa）內(nèi)摩擦角φ（°）靜止側(cè)壓力系數(shù)K①2素填土199.22.510100.3④1黏土18.8920.65⑥1粉質(zhì)黏土18.895.40.72⑥4粉質(zhì)黏土19.29.46.512.828.70.7⑦粉質(zhì)黏土20.310.51.71.036.30.56⑧1粉質(zhì)黏土19.910.15.217.027.90.53⑨2粉砂20.310.580.43圖1.6深埋段斷面示意圖1.1.1垂直荷載由1.1.1結(jié)論，隧道覆蓋層厚度h=25.10m＜（2~2.5）ha,按淺埋隧道進(jìn)行荷載計(jì)算。地面荷載垂直土壓力pe1ppe1水位埋深2.3m，隧道頂部埋深25.10m。垂直水壓力pw1p垂直總荷載p1p1.1.2水平荷載由1.1.2可知側(cè)向土壓力等于垂直土壓力乘以靜止側(cè)壓力系數(shù)