毕业设计外文翻译(2)

和型钢），它是根据支护压力Pi和径向位移ur之间的线性关系，并应用到了沿隧道单位长度轴线方向上的支护区域。

假设支护结构的刚度为K，则支护特性曲线的弹性区域，可以用下列公式计算：

(8)

混凝土及喷射水泥浆结构的刚度系数为：

(9)

其中：Ec—喷射混凝土的弹性模量；

γc—喷射混凝土的泊松比系数； tc—衬砌厚度； 钢拱支撑的刚度系数表达式：

(10)

式中：s—钢拱支撑沿洞周轴向的间距(m)；

θ—振动棒之间夹角的一半(o)； w—夯实块的宽度(m)；

As—钢拱支撑横截面的面积(m2)； Is—钢拱支撑的惯性矩(m4)； Es—钢拱支撑的弹性模量(Mpa)； tB—垫块的厚度(m)； EB—垫块的弹性模量(Mpa)；

一段长为lb和直径为db的机械式锚杆以及黏结式锚杆的支护刚度用如下表达式计算：

(11)

式中：Sc—锚杆的环向间距；

S1—锚杆的轴向间距； Q—拉力锚；

Eb—锚杆的弹性模量； l—螺栓的净长度；

当采用组合式支护结构时，组合式支护结构的组件都假设在同一时间被架设，则组合式支护支护结构刚度可假定为各部件支护刚度的总和：

式中：Ks1—第一个支护结构的刚度；

Ks2—第二个支护结构的刚度； 因此，支护结构特征曲线公式如下：

(12)

(13)

式中：up—塑形区边缘的径向位移量；

uo—开挖引起的隧道初始径向位移量（由应力释放效应而定）；

3、案例分析

3.1、与设计参数相关的例子

对the Ban Ve Hydroelectric 水电厂引水隧洞进行了一次调查，得该隧道的材料参数见表1。

表1 隧道物理力学参数

M300喷浆机喷射厚度为10厘米的水泥浆液和直径为20毫米、长度为2米的钢锚杆组合在一起被应用到支护结构上，沿隧道洞周的锚杆轴向间距为1.5米，Matlab编程语言被用于计算当中。 3.2、计算结果与分析

地层压力值P=7.3008 MPa.图.5和6分别表示的塑形内和弹性区的应力，从图5可以看出，最大塑性区半径为remax=1.1451 m，因此在弹塑性边界处压力值为б

re

=4.0195 MPa的压力，这个最大压力值是支撑结构所能够承受的，最大位移

P=0.1118米相当于Pi=0（无支护时）的大小，图7表示了在没有支护的情况下，

沿隧道轴线方向上的应力释放系数，围岩与支护结构的的初始位移特征曲线如图8所示。

（塑性区半径） （弹性区半径）

图5塑性区范围内围岩应力 图6弹性区范围内围岩应力

图7无支护时沿隧道轴线方向上 图8围岩和支护结构不同初始

洞周的应力释放系数 位移的特征曲线

基于fenner- Pacher理论和Vietnames地下工程设计施工标准（建设部2003），我们通过比较可以得出支护结构的最大压力值（相当于弹塑性边界处的бre应力），能承受上述分析结果的压力值。可以得出如下结论：

当支护结构的初始位移uo=0.083米以下时可以得出：隧道开挖后应立即进行加固，支护结构的压力值Pi=6.902MPa＞бre=4.0195MPa，由于支护结构架设的不及时，则施加支护后围岩将继续发生变形，这将导致围岩的局部失稳。

当支护结构的初始位移uo=0.087米时，将得到以下结论：围岩加固的范围x为1.7085米，应力释放系数λd为0.4817。支护结构的压力值Pi=3.7818MPa＜бre=4.0195MPa，若围岩发生适度变形，则隧道可保持稳定。

当支护结构的初始位移uo在0.093米时，将得到以下结论：围岩加固的范围x

为3.74米，应力释放系数λd为0.7327。支护结构的压力值Pi=1.9511MPa≤бre=4.0195MPa，若围岩发生很大变形，表明隧道将可能失稳。

当支护结构的初始位移uo在0.097米时，将得到以下结论：围岩加固的范围x为6.8米，应力释放系数λd为0.868。支护结构的压力值Pi=0.9632MPa≤бre=4.0195MPa，若围岩发生变形过大，将导致隧道洞顶岩石的松动从而增加围岩的压力，则隧道失稳。

因此，在上述情况下，我们可以说当支护结构的位移uo在0.0865和0.0919米之间时，我们可以通过设置支护结构来满足结构的稳定性和经济性的要求。 4、结论

总的来说，在这项研究中所描述的初始位移值uo比2007年Vu and Do假设的初始位移值uo更准确、更详细，通过对比，我们可以得到用应力释放效应来确定uo值的大小，比排除应力释放效应提供的曲线方案(Hoek andBrown 1980；Wiliams 1997)更加完整。

上述结果显示，对于确定支护时间收敛—约束法是一种比较有效的设计方法。这是一种完全不同于传统隧道的设计方法，该方法只适用于早期的围岩巩固和隧道开挖后衬砌及早支护，它仅仅考虑到临时支护结构只承受松动岩石的载荷，而忽略了岩体自身的承载能力。

然而，这个结论仅限于二维弹塑性模型，初始应力场（静力场）和环形隧道横截面。因此，对于在非静力场的岩石或者非圆形隧道横截面的情况下，例如在非均匀弹塑性模型、粘弹性模型、脆性模型等破坏性模型下，则该收敛—约束法需要在隧道设计中进行更广泛的应用。

Tunnel design Considering stress release effect Van—hung DAO*1，2

． College of Water Conservancy and Hydropower Engineering，Hohai University,Nanjing 210098,P R．China

2．Faculty ofHydraulic Construction，Water Resources University,Hanoi,Vietnam

Abstrac In tunne1 design．the determination of installation time and

the stifness of supporting

structures is very important to the tunnel stability．This study used the convergence—confinement

method to determine the stress and displacement of the tunnel while considering the

counter-pressure curve of the ground base．the swess release effect，and the interaction between the

tunnel lining and the rock surrounding the tunnel chamber．The results allowed for the determination

of the installation time．distribution and strength of supporting structures．This method was applied

to the intake tunnel in the Ban Ve Hydroelectric Power Plant．in Nghe An Province．Vietnam ．The

results show that when a suitable displacement u0 ranging from 0．086 5 m to 0．O9 1 9 m OCCULTS，we

can install supporting structures that satisfy the stability and economical requirements．

Key words：tunnel；supporting structures；stability；counter-pressure curve；stress release efect

1 lntroduction

Rock in the natural environment，especially in deep layers，is influenced by the upper

stratum and its gravity load．Stresses developing within the rock mass due to these impacts are

vcry complicated and difi cult to define．During tunnel excavation，an amount of rock

normally serving to receive pressure from the weight of the rock on the tunnel roof is removed， …… 此处隐藏：1886字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……