隧道底鼓段隧底荷载的计算方法技术

隧道底鼓段隧底荷载的计算方法，为合理确定整治措施提供理论依据，使整治措施更为合理、经济和有效。按如下步骤进行：①确定衬砌结构计算力学模型，对底鼓段隧道衬砌荷载分布进行修正，除拱墙承受围岩荷载外，仰拱承受均布荷载，方向竖直向上；②确定计算所需要的基本参数，包括围岩重度、围岩级别、开挖跨度、侧压力系数、围岩弹性抗力，根据相关规范和地勘成果合理确定；③计算拱墙衬砌受承受的荷载；④建立结构计算模型；⑤计算不同围岩级别、跨度、矢跨比和厚度工况下，仰拱最大底鼓量；⑥拟合得到仰拱最大底鼓量计算公式；⑦得到底鼓段隧底荷载计算公式如下：

【技术实现步骤摘要】
隧道底鼓段隧底荷载的计算方法
本专利技术涉及铁路隧道、公路隧道，特别涉及一种隧道底鼓段隧底荷载的计算方法。
技术介绍
随着我国高速铁路的迅速发展，无砟轨道得到了大量运用。较十多年前相比，近年来我国建成或新建铁路隧道断面更大、速度更高且埋深更大、地应力更高、地质条件更复杂，部分运营隧道局部出现隧底隆起、变形、填充开裂等病害影响无砟轨道，初步分析引起原因主要有地下水、高地应力、膨胀岩(土)以及缓倾层状软弱围岩，运营期间整治难度大、代价高、进度慢，且整治措施较差，部分单纯由地下水引起的病害通过增设引、排水措施后，整治效果良好，而对其他一些原因的隧道底鼓，部分隧道整治后底鼓得以控制，而部分隧道整治效果较差，底鼓仍在持续。究其原因主要是隧道底鼓机理尚不明晰，现行铁路隧道规范所采用基于塌方而得到的围岩荷载，只分布于拱墙而隧底无荷载，而目前无法得到隧底荷载的分布及计算方法，导致采取的整治措施缺乏针对性，无法准确预判整治措施的有效性。因此，提出隧底荷载的计算方法，尤为迫切和必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.隧道底鼓段隧底荷载的计算方法，按如下步骤进行：/n①确定衬砌结构计算力学模型，对底鼓段隧道衬砌荷载分布进行修正，除拱墙承受围岩荷载外，仰拱承受均布荷载，方向竖直向上；/n②确定计算所需要的基本参数，包括围岩重度、围岩级别、开挖跨度、侧压力系数、围岩弹性抗力，根据相关规范和地勘成果合理确定；/n③计算拱墙衬砌受承受的荷载；/n④建立结构计算模型；/n⑤计算不同围岩级别、跨度、矢跨比和厚度工况下，仰拱最大底鼓量；/n⑥拟合得到仰拱最大底鼓量计算公式如下：/n

【技术特征摘要】
1.隧道底鼓段隧底荷载的计算方法，按如下步骤进行：
①确定衬砌结构计算力学模型，对底鼓段隧道衬砌荷载分布进行修正，除拱墙承受围岩荷载外，仰拱承受均布荷载，方向竖直向上；
②确定计算所需要的基本参数，包括围岩重度、围岩级别、开挖跨度、侧压力系数、围岩弹性抗力，根据相关规范和地勘成果合理确定；
③计算拱墙衬砌受承受的荷载；
④建立结构计算模型；
⑤计算不同围岩级别、跨度、矢跨比和厚度工况下，仰拱最大底鼓量；
⑥拟合得到仰拱最大底鼓量计算公式如下：



式中：μ为隧道最大底鼓值，单位mm；q2为作用在隧底结构上的均布荷载，单位kN/m；l为隧道仰拱结构计算跨度，单位m；E为隧道衬砌弹性模量，单位MPa；I为隧道衬砌截面惯性矩，单位m4；α为等效系数；β为衰减系数；
其中：
α＝1.04×10-4l+9.14×10-4h+1.92×10-4s+3.10×10-3
β＝e-12.92λ-3.54×10-2l-0.655h2+1.368h+0.0266
式中：h为衬砌厚度，单位m，s为围岩级别，λ为仰拱矢跨比；
⑦得到底鼓段隧底荷载计算公式：



式中：q2为作用在隧底结构上的均布荷载，单位kN/m；μ为隧道最大底鼓值，单位m...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄华，巩江峰，陈锡武，郑伟，朱勇，邸成，王若晨，殷召念，尹厚继，张磊，姜波，吴华，李济良，范小龙，罗永刚，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51