[发明专利]一种荷载作用于地层边界的隧道复合式衬砌结构设计方法

摘要

一种荷载作用于地层边界的隧道复合式衬砌结构设计方法，以设计出更加经济合理的隧道衬砌结构，节省大量衬砌混凝土圬工和钢筋用量，有效减低隧道工程造价。按如下步骤进行：确定设计所需基本参数；计算隧道荷载；建立设计方法模型，用二维实体结构单元模拟围岩，设计模型选用平面应变模型，采用弹塑性本构关系，复合式衬砌初期支护和二次衬砌用梁单元模拟，防水层用链杆单元进行模拟，该单元只受压力作用；进行网格划分，初期支护和二次衬砌采用映射网格进行划分；对围岩下边界进行约束，以保证不产生刚体位移；将围岩压力分别作用在上、左、右边界上；挖除隧道中心土体进行计算，分别提取初期支护以及二次衬砌的内力和变形；按初期支护和二次衬砌的内力变形结果设计合理的衬砌厚度和配筋率。

主权项

一种荷载作用于地层边界的隧道复合式衬砌结构设计方法，按如下步骤进行： (1)确定设计所需基本参数； (2)计算隧道荷载； (3)建立设计方法模型，用二维实体结构单元模拟围岩，设计模型选用平面应变模型，采用弹塑性本构关系，复合式衬砌初期支护和二次衬砌用梁单元模拟，防水层用链杆单元进行模拟，该单元只受压力作用； (4)进行网格划分，初期支护和二次衬砌采用映射网格进行划分； (5)对围岩下边界进行约束，以保证不产生刚体位移； (6)将围岩压力分别作用在上、左、右边界上； (7)挖除隧道中心土体进行计算，分别提取初期支护以及二次衬砌的内力和变形； (8)按初期支护和二次衬砌的内力变形结果设计合理的衬砌厚度和配筋率。