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连续介质模型
日期:2017-4-27 15:23:17 作者:隧道安全监测 来源:本站原创
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    连续介质模型也称围岩一结构模型。按连续介质力学原理及变形协调条件分别计算衬砌与围岩中的内力,并据以验算地层的稳定性和进行结构截面设计。

 

    围岩一结构模型又称为现代的岩体力学模型。它是将支护结构与围岩视为一个整体,作为共同承载的地下结构体系,故也称复合整体模型。在这个模型中,围岩是直接的承载单元,支护结构是镶嵌在围岩孑L洞上的承载环,只是用来约束和限制围岩的变形,两者共同作用的结果是使支护结构体系达到平衡状态。这一点正好和上述模型相反。

 

    围岩一结构模型是目前隧道结构体系设计中力求采用的或正在发展的模型,因为它符合当前的施工技术水平。采用快速和早强的支护技术可以限制围岩的变形,从而阻止围岩松动压力的产生。特别适用于新奥法施工的支护结构——锚喷支护和复合式衬砌。

 

    在围岩一结构模型中,可以考虑各种几何形状、围岩和支护材料的非线性特性、开挖面空间效应所形成的三维状态,以及地质中不连续面等。在这个模型中,只有对圆形结构取得了精确的解析解,但绝大部分问题因数学上的困难必须依赖数值方法,所以,目前常用的魏值计算法中主要是以有限单元法( FEM)为主。

 

    收敛一约束法严格地说来也应是连续介质力学的计算方法之一。其原理是按弹塑一黏性理论等推导公式后,在以洞周位移为横坐标、支护阻力为纵坐标的坐标平面内绘出表示地层受力变形特征的洞周收敛线,并按结构力学原理在同一坐标平面内绘出表示衬砌结构受力变形特征的支护约束线。得出以上2条曲线的交点,根据交点处表示的支护阻力值进行衬砌结构设计。

 

    软岩地下洞室、大跨度地下洞室和特殊洞形的地下洞室的设计较适于采用收敛一约束法。然而,由于收敛一约束法的计算原理尚待进一步研究和完善,目前一般仅按照量测的洞周收敛值进行反馈和监控,以指导地下结构的设计与施工。因为地层变形能够综合反映影响地下结构受力的各种因素,可以预见,收敛一约束模型今后将获得很快地发展。

 

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