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科技信息０建筑与工程０ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２０ｏ７年第２０期

浅埋洞室的形状对围岩压力的影响分析

贾亚丽’刘冬梅
ｆ１．河南省科达工程咨询有限公司河南郑州４５００００；２．河南太极置业有限公司河南郑州４５００００）

摘要：目前在设计地下浅埋涧室支护结构上所采用的压力仍然采用规范法，这是由于现在仍然没有特定的计算方法，本文通过有限元的计
算得到作用于结构上的囤岩压力和规范值、理论值进行对比，得出作用于支护结构上的压力的情况和规律，针对不同的情况采用不同的设计方

法。
关键词：围岩压力；浅埋洞室；地下

１．引言≥３时，越大，围岩压力也越大，这与实际情况不符。因此，应用岩
目前随着经济的发展和城市可利用的土地越来越少．城市可持续柱法计算围岩压力时，应将＜３作为其限制条件。
发展的方向导致向地下要空间，城市三维方向发展是今后大中城市的２，２太沙基法ｆ日
发展趋势。但另一个方面，在地下空间的开发过程中，对于作用于地下太沙基围岩压力计算方法是比较典型的应力传递法。在推导公式
洞室支护结构上的压力——即围岩压力的计算仍然没有特定的计算时．必须分析单元体的应力状态，并利用静力平衡方程。
方法。应该进行进一步的研究提出更加合理的计算方法，但是对于地基本假设条件：（１）认为岩体松散，但存在一定的粘结力，其强度服
下空间的断面形式的不同作用于支护结构上的压力仍有不同的变化，从莫尔一库仑理论。（２）洞室开挖后，将产生两个滑动面，滑动面与洞室
对于不同的洞室形状采用不同的计算方法。侧壁的夹角为４５￣－￣ｏ／２。地面作用着附加荷载ｑ。
２．浅埋洞室的围岩压力计算方法作用在洞顶的围岩压力：
２．１岩柱法，
ｐ＝孑［１＿ｅ坤（＿ｑｅｘｐ（－３
计算松散岩体的围岩压力的基本思想是，由于洞室的开挖，洞室
顶部的松散岩体将产生很大的沉降甚至塌落，因此考虑从地面到洞室式中：一岩体的侧压力系数；
顶部的岩体自重，扣除部分摩擦阻力后，作用在洞室顶部的压力即为ｑ一作用在地面的附加荷载；
围岩压力。作用在侧壁的围岩压力公式同ｆ２１。其余参数意义同岩柱法。
基本假设条件：洞室开挖后，上覆岩体向下滑移，同时洞室的两侧
由公式（３）可知，当Ｈ一。。时，ｐ，＝兰在一般情况下当Ｈ＞５０ｍ
出现两条与洞室侧壁交的破裂面，作用在洞室顶部的围岩压力为岩体ｔｇｃｐ，
自重克服了两侧的摩擦力所剩余的力。时，指数项的数值约在０．１％左右，这项对围岩压力的影响可忽略不
计。
２．３规范法口

‘一～Ｖ《公路隧道设计规范》（ＪＴＪ０２６—９０）中，规定浅埋隧道围岩压力的
计算方法：
ｉ『１深埋和浅埋隧道的分界，按荷载等效高度的判定式为：
Ｈｐ＝（２￣２．５１ｈｑ４
式中：Ｈ一深浅埋隧道分界深度；
ｋ一荷载等效高度，按照下式计算：ｇ
ｊ
Ｉｑ一深埋隧道竖向均布压力；ｋＮ／ｍ￣
浅埋隧道围岩压力分下述两种情况分别计算：
图１考虑摩擦力的岩柱的计算简图①埋深（Ｈ）小于或等于等效荷载高度时，荷载视为均布竖向压
力
作用在洞室项邵的围岩压力：
ｇ＝５
ｐ－ＴＨ［１一等（１－２ｋ２）＇１口一均布竖向压力；
圩一隧道埋深，指隧道顶至地面的距离。
式中：１＝ｔ（４５ｏ－）ｔｇ￣ｐｌａ侧向压力ｅ，按均布考虑时，其值为：
ｅ－－－ｙ（Ｈ＋１／２Ｈ，）ｔｇ￣（４５一叫２１６
ｋ２－ｔｇ（４５￣）ｔｇ￣ｐｌｂ
式中：ｅ一侧向均布压力；
日一隧道埋深：
ｌ＝ｃ￣＋ｈｔｇ（４５￣－－）ｌｃ
月厂－隧道高度；
Ｈ～开挖洞室的埋置深度；ａ一洞室跨度的一半．ｈ一洞室的高度妒一围岩计算摩擦角，其值可以查相应的规范。
ｃ一岩体的粘聚力；一围岩的摩擦角；一岩体容重。洞顶（口）和洞底（口②当ｋ＜日＜时，作用在支护结构上的均布荷载：
的侧向围岩压力：ｑ－－－ＴＨ（Ｈ－Ｈ／Ｂ，・￣ａｎＯ）７
口１＝ｐｔｇ２（４５￣－孚）ｊ式中：Ｂ。一隧道宽度；
‘Ｉ２Ｈ一洞顶至地面距离，即埋深：
０＂２＿－０＂ｌ＋ｙｈｔｇ￣（４５￣－－）｝破裂滑面的摩擦角。
一
作用在支护结构两侧的水平侧压力为：
用岩柱法计算围岩压力，概念明确，计算方便。但经分析发现，该１＝归ｌ８
围岩压力的计算公式具有一定的限制条件。
ｅ￣－ｔ＇ｈＸＪ
将公式（１）对Ｈ求导，并令其为零，得到最大围岩压力的埋置深度
式中。Ｈ一洞顶至地面的距离：
洞底至地面的距离；
Ｈ一为：日【ｌ＿斋（１＿２ｋ）】一
其他符号意义同前。
实践证明，当Ｈ≥Ｈ一时，洞室顶部仍有围岩压力存在，而按式（１）３、浅埋洞室的围岩压力计算实例分析（下转第９９页）
计算则为零，因此式（１）只适用于Ｈ≤Ｈ一的浅埋情况。而且按式（１），当

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