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1、一、荷載計算1.1地層壓力對比不利因素，選取如下斷面進行分析:隧道YK22+284.057處，由縱斷面圖知埋深為h=16.07m，V級圍巖，橫斷面襯砌類型為D型，巖土力學參數(shù)表1-1如下：表1-1巖土力學參數(shù)地層代號巖土名稱天然密度(g/cm3)天然含水量（%）黏聚力（kpa）內摩擦角(°)厚度（m）<1>素填土2.03///2.7<11-0>粉質粘土2.0122.7629.815.36.1<16-上>強風化粗?；◢弾r2.30/60.030.02.24<16-下>強風化粗粒花崗巖2.32/80.032.05.03
2、<17-0>中等風化粗粒花崗巖2.44/2000.035.06.51.1.1圍巖深淺埋的判定偏于安全考慮，取隧道開挖最大輪廓尺寸進行圍巖壓力的計算，即B=6.2m，Ht=6.5m。等效荷載高度：,式中s—圍巖級別，如級圍巖s=5；w—寬度影響系數(shù)，其值為：其中，B—坑道寬度；i—B每增加1m時，圍巖壓力的增減率（以B=5m為基準），當B<5m時，取i=0.2，B>5m時，取i=0.1。深淺埋分界深度：由于圍巖為V級，圍巖軟弱破碎且節(jié)理發(fā)育，故深淺埋分界深度取，，故隧道為一般淺埋隧道。1.1.2圍巖壓力的計算對于埋
3、深的一般淺埋隧道，襯砌統(tǒng)一按照一般淺埋段隧道的最大埋深處的圍巖壓力進行設計和檢算。一般淺埋隧道圍巖壓力按謝家休公式計算：對于V級圍巖，,此處取，查規(guī)范可得V級圍巖似摩擦角為，,則,,,,又因為水位線在素填土和粉質粘土交界處，故粉質粘土的有效容重為，，豎向均布壓力：拱頂水平壓力：拱底水平壓力：1.2水壓力拱頂水壓力：拱底水壓力：1.3地面車輛荷載及其沖擊力1.3.1豎向荷載在道路下方的地下結構，地面車輛及施工荷載可按20kPa的均布荷載取值，并不計沖擊壓力的影響，即poz=20kPa。1.3.2車輛荷載的側向壓力地
4、面車輛荷載傳遞到地下結構上的側壓力pox,可按下式計算：石質地層查規(guī)范表，V級圍巖的側向壓力系數(shù)，。1.4地震荷載在襯砌結構橫截面的抗震設計和抗震穩(wěn)定性檢算中采用地震系數(shù)法（慣性力法），即靜力法；驗算襯砌結構沿縱向方向的應力和變形則用地層位移法，即擬靜力法。等代的靜地震荷載包括：結構本身和洞頂上方土柱的水平、垂直慣性力以及主動土壓力增值。由于地震垂直加速度峰值一般為水平加速度的1/2~2/3,因此對震級較小和對垂直地震振動不敏感的結構，可不考慮垂直地震荷載的作用。只有在驗算結構的抗浮能力時才計及垂直慣性力。水平地
5、震荷載計算可按照垂直和沿著隧道縱軸兩個方向進行：1.4.1隧道橫截面上的地震荷載（垂直隧道縱軸）1.4.1.1結構的水平慣性力作用在構件或結構重心處的地震慣性力一般可表示為式中τ——作用于結構的地震加速度；g——標準自由落體加速度；Q——構件或結構的重力；Kc——與地震加速度有關的地震系數(shù)。對于馬蹄形曲墻式襯砌，可以簡化其均布的水平慣性力為：式中?c——綜合影響系數(shù)，規(guī)范中建議對于巖石地基?c=0.2，對非巖石地基?c=0.25；Kh——水平地震系數(shù)，7度地區(qū)Kh=0.1；8度地區(qū)Kh=0.2；9度地區(qū)Kh=0.
6、4；m1——上部襯砌質量；H——上部襯砌的高度；m2——仰拱質量；f——仰拱的矢高。根據(jù)設計說明，取?c=0.2，Kh=0.1；由橫斷面圖知：二次襯砌為C45模筑鋼筋混凝土，密度取2500kg/m3，H=5.285m，f=1.215m。由計算可得（取沿隧道縱軸1m長的襯砌研究）：m1=9120kg，m2=4462kg。，1.4.1.2洞頂上方土柱的水平慣性力式中m上——上方土柱的質量。由巖土力學參數(shù)表1-1可知（取沿隧道縱軸1m長的襯砌研究）：，1.4.1.3主動側向土壓力的增值地震時地層的內摩擦角要發(fā)生變化，由
7、原來的值減少為，其中為地震角，在在7度地震區(qū)，;8度地震區(qū)，；9度地震區(qū)，。因此，結構一側的主動側向土壓力增量為式中qi——計算截面i處的豎向土壓力；。而結構另一側的主動側向土壓力增量可按上述值反對稱布置。即，，，1.4.1.4結構和隧道上方土柱的垂直慣性力。其一般計算公式為式中Kv——垂直地震系數(shù)，一般取Kv=Kh/2~2Kh/3;Q、P——襯砌和隧道上方土柱的重力。由于垂直慣性力僅在驗算結構抗浮能力時需要考慮，因此，不需考慮此垂直慣性力。1.4.2沿隧道縱軸方向的地震荷載地震中的橫波與隧道縱軸斜交或正交，或地
8、震中的縱波與隧道縱軸平行或斜交，都會沿隧道縱向產生水平慣性力，使結構發(fā)生縱向拉壓變形，其中以橫波產生的縱向水平慣性力為主。地震波在沖積層中的橫波波長約為160m左右。因此，孫鈞院士在其《地下結構》一書中建議：計算縱向水平慣性力時，對區(qū)間隧道可按半個波長的結構重力考慮，即式中——縱向80m長結構的重力。即1.4.3結構上部和受影響范圍內的設施及建筑物壓力在計算這部分荷載時，
