深埋圆形洞室.pptx

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1、（710）平面应变平面应变时时第1页/共20页圆形洞室二次应力分布圆形洞室二次应力分布第2页/共20页（3 3）洞室的径向位移）洞室的径向位移（平面应变时）（平面应变时）轴对称、切向位移：V=0 径向位移：开挖前开挖前，岩体产生的位移（ra=0）由上式得：（712）由于开挖引由于开挖引起的位移起的位移第3页/共20页（4 4）洞周的应变）洞周的应变 开挖前开挖前，岩体已完成应变开挖引起开挖引起的应变的应变：可见 ，说明 时，岩体的体积不发生变化的特点。ra=0代入（7-10）式得：第4页/共20页（5 5）洞壁的稳定性评）洞壁的稳定性评 弹弹塑塑破碎破碎弹弹塑塑破破稳定条件稳定条件围岩可能出围

2、岩可能出现的情况现的情况塑塑破碎破碎洞室周边，处于单向应力状态，最容易破坏。周边最大切应力：第5页/共20页二、二、时，二次应力状态时，二次应力状态(1)计计算模型算模型I I轴对称轴对称IIII反对称反对称第6页/共20页（2 2）应力）应力位移分析位移分析 I IIIII加加二次应力二次应力埸埸等于等于(7-15)第7页/共20页(7-16)有工程应用价值的位移是由于开挖引起的位移，可用 类似 方法 求出：第8页/共20页（3 3）洞室周边洞室周边应力应力 洞室周边，处于单向应力状态，最容易破坏 。代入(7-15)得洞室周边应力：可见洞室周边只有切向应力：式中：K-围岩内的总应力集中系数

3、Kz、Kx-分别为垂直和水平应力集中系数 洞室周边应力集中系数与侧压力系数有关见图(7-5)第9页/共20页第10页/共20页（3 3）洞室周边位移洞室周边位移将r=ra代入式(7-16)，得由于开挖引起的洞室周边位移：影响洞壁位移的因素很多，有岩体性质、初始应力、开挖半径、位移与径向夹角等。径向位移比切向位移稍大些，因此，径向位移，对围岩稳定性起主导作用。径向位移便于测量与控制径向位移便于测量与控制!第11页/共20页三、深埋椭圆洞室的二次应力状态三、深埋椭圆洞室的二次应力状态 图7-6 椭圆洞室单向受力计算简图(1)计计算模型算模型第12页/共20页(2)(2)洞壁应力计算公式洞壁应力计算

4、公式 可能出现拉应力的（0，b）（0，-b），顶底 板中点，即(3)(3)洞壁应力分布特点洞壁应力分布特点最大压应力点（a，0）（-a，0）两帮中点，即第13页/共20页若ab，最大压应力点为：选择3个关键点关键点（）代入（7-20）式得，3个关键点，在不同侧压力系数下的应力。见表7-1 (3)(3)最佳轴比（谐洞）最佳轴比（谐洞）最有利于巷道围岩稳定的巷道断面尺寸，可用它的高跨比 表征（轴比），称为最佳轴比或诣洞。最佳轴比应满足如下三个条件：最佳轴比应满足如下三个条件：-最大拉应力点为：第14页/共20页巷道周边应力 对称均匀分布；巷道周边不出现拉应力；应力值是各种截面中的最小值。当 时，满足此条件故 为数佳轴比。此时 （与 无关）当 时，K=1，圆形最优。第15页/共20页第16页/共20页四、深埋矩形洞室的二次应力状态四、深埋矩形洞室的二次应力状态 用复变函数方法求解。孔边应力分布：Kx，Kz-分别为水平、垂直方向的应力集中系数表7-2。时，由表可见多点出现拉应力。第17页/共20页第18页/共20页返回当 时，矩形洞室周边均为压应力当 时，洞室周边出现拉应力矩形洞室周边角点应力远大于其它部位的应力第19页/共20页感谢您的观看！第20页/共20页