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下面简单介绍几种地下管廊可调式支架结构计算中常用的地压理论。

1.散体地压理论 (1)普氏地压理论:

地下管廊可调式支架

地下管廊可调式支架

普氏地压理论假设岩体为松散体。管廊开挖后,支架所受的荷载为由于冒落所形成的冒落拱以内松散体的重量。普氏证明 了松散体冒落拱为二次抛物线,冒落拱高度可由下式确定:(2-1)式中a冒落拱的底宽。

当两帮岩体稳定时为管廊宽度的一半,当两帮岩体不稳定时,冒落拱底宽度加大,如图2-2,这时冒落拱底宽由下式确 定:直压力之比。

从式(2-4)可以看出,当埋深较大时泰沙基公式与普氏地 压公式有完全相同的形式。

2.利用围岩分类法确定地下管廊可调式支架支护压力

围岩作用于地下管廊可调式支架上的压力大小受到多方面因素的影响,如岩石强度、岩体结构、地下水情况、管廊宽度、岩体原始地应力等等,而上面介绍的两种散体地压理论没有全面反映这些因素的影响,因此其结果与实际情况有一定的差异。围岩分类法确定支架 压力是综合考虑这些因素,根据稳定状态将围岩分为若干类见表2-1,然后根据不同类别的围岩提出相应的经验公式。利用围岩分类法确定支护压力是设计部门广泛采用的方法。国内外已有的围岩分类法不下几十种,而大多数围岩分类都给出相应的围岩压力经验公式。

下面以铁路隧道围岩分类法介绍利用围岩分类法确定支护压力的方法。我国《铁路支架工程技术规范》的围岩分为六类,它以一百余座铁路隧道的四百多个坍方调査资料为依据,由统计回归分析直接提出了围岩压力的计算式。

(1)围岩垂直均布压力:方法。

(2) 间接法:将应变传感器(如电阻应变片等)附着在支架 上,使应变传感器与支架一起变形,从而量测支架的某些部位的应变,并计算出支架的内力,再推算支架的荷载。这种方法的优点是方法简便、投资小;缺点是系统稳定性较差、技术要求高, 因此在应用上受到一定的限制。图2-5是利用电阻应变化童测支架内力的实例,在应用时可以按应变片的布置在实验室进行标 定,以直接测定支架内力。

(3) 位移反分析法:位移量测不同于应力应变童测,它具有反映直观、易于实施、稳定可靠和简便经济等优点,是现场人员易于接受的一种M测方法。通过量测支架的某些点的相对位移, 采用反算的方法确定支架的荷载。这一方法将在第五章作为应用实例加以介绍。

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