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連續介質(zhì)模型
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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    連續介質模型也稱(chēng)圍岩一結構模型。按連續介質力學原理及變形協調條件分別計算襯砌與圍岩中的內力,並據(jù)以驗算地層的(de)穩(wěn)定性和進(jìn)行(háng)結構截麵設計。

 

    圍岩一結構模型又稱為現代的岩體力學模型。它是將支護結構(gòu)與圍岩視為一個整(zhěng)體,作為共(gòng)同承載的地下結構體係,故也稱複合(hé)整體模型。在這個模(mó)型中,圍岩是直接的承載單(dān)元(yuán),支護結構是鑲嵌在圍岩孑L洞上的承載環,隻是用來約(yuē)束和限製(zhì)圍(wéi)岩的變形,兩者共同作用的結果是使支護結構體係達到平衡狀態(tài)。這一點正好(hǎo)和上述模型(xíng)相反。

 

    圍岩一結構模型是目前隧道結構體(tǐ)係設計中力求采用的(de)或正在發展的模(mó)型,因為(wéi)它符合當前的(de)施工技術(shù)水平。采用快速和早強的(de)支護技(jì)術可以限製圍(wéi)岩的變形,從而(ér)阻止圍岩鬆動壓力的產生。特別適用於新奧法施工的支護結構——錨噴支護和複合式襯砌。

 

    在(zài)圍岩一結構模型(xíng)中(zhōng),可以(yǐ)考慮各(gè)種幾何形狀、圍岩和支護材料的(de)非線性特性、開挖麵空間效應(yīng)所形成的三維狀(zhuàng)態,以及地質中不連續麵等。在這個模型中,隻有對圓形結構取得了精確的解析解,但絕大部分問題因數學上的困難必須依賴數值(zhí)方法,所以,目前常用的魏(wèi)值計算法中主要是以有限單元法( FEM)為主。

 

    收斂一約束法嚴格地說來也應是連續(xù)介質力學的計算方法之一。其原理是按(àn)彈塑一(yī)黏性理論等推導公式後,在以洞周位移為橫坐標、支護阻力為縱坐(zuò)標的坐標平(píng)麵內繪出表示地層受力變形特征的洞周收斂線,並按結構力學原理在(zài)同一坐標平麵內繪出表示襯砌結構受力變形特征的支護約束線。得出以上(shàng)2條曲線的交點,根據交點(diǎn)處表示的支護阻(zǔ)力值進行襯砌(qì)結構(gòu)設計。

 

    軟岩地下洞室、大跨度地下洞室和特殊洞(dòng)形的地下洞室的設計較適於采用收斂一約束法。然而,由於收斂一約束法的計算原理尚待進一步研究和完善,目前一般僅按照量測的洞周收(shōu)斂值進行反饋和(hé)監控,以指導地下結構的設計與施工。因為(wéi)地層變形能夠綜合反映影響地下結構受力的各種因素,可以預見,收斂一(yī)約束模型今後將獲(huò)得很(hěn)快地發展。

 

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