第5章 隧道衬砌结构计算5.1 概述 5.2 半衬 砌的计 算 5.3 曲墙 式衬 砌计 算5.1 概述一、简况 1.隧道结构设计理论的发展历史 (1)最初的隧道衬砌使用砖石材料,其结构型式通常为拱形。采用的截 面厚度常常很大,所以结构变形很小,可以忽略不计。因为构件的刚度 很大,故将其视为刚性体,计算时按静力学原理确定其承载时压力线位 置,检算结构强度。 (2)在十九世纪末,混凝土已经是广泛使用的建筑材料,它具有整体性 好,可以在现场根据需要进行模注等特点。这时,隧道衬砌结构是作为 超静定弹性拱计算的,但仅考虑作用在衬砌上的围岩压力,而未将围岩 的弹性抗力计算在内,忽视了围岩对衬砌的约束作用。其计算原理和地 面结构一样。由于把衬砌视为自由变形的弹性结构,因而,通过计算得 到的衬砌结构厚度很大,过于安全。 (3)考虑弹性抗力的计算模型,进入本世纪后,通过长期观测,发现围 岩不仅对衬砌施加压力,同时还约束着衬砌的变形。围岩对衬砌变形的 约束,对改善衬砌结构的受力状态有利,不容忽视。2、弹性抗力的确定 衬砌在受力过程中的变形,一部分 结构有离开围岩形成“脱离区”的趋势,另 一部分压紧围岩形