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修建的强度,刚度,稳固性区分是什么?
强度,刚度,稳固性是判别结构设计合不合格的。
强度:应力满足规范。
构件在受力,外部应力小于规范准许应力(正应力或切应力)刚度:应变满足规范。
构件受力变形小于规范准许变形。
稳固性临时忘了。
只记得跟构件长细比无关。
修建的强度,刚度,稳固性区分是什么
强度:指接受荷载的才干;保障结构不破坏。
刚度:指抵制变形的才干;保障结构变形不超越答应的数值。
稳固性:荷载作用下,结构只管没有破坏,但因为变形而不能继续承载,这种现象就叫做失稳。
结构不失稳的才干叫做“稳固性”。
以上是科普性的解释。
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小净距隧道围岩稳固性评价方法和目的钻研
围岩稳固性评价不时是隧道工程实践钻研和运行方面的基础性上班,是隧道工程钻研中最受关注的疑问之一,不少学者对此启动了较深化钻研。
关于公路隧道,最基础的评价就是《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)中规则的,按隧道围岩基本品质目的(BQ)先启动分级,而后按表1.1对围岩自稳才干作出判别。
关于铁路隧道,则《铁路隧道设计规范》(TB-2005、J449-2005)中规则了隧道稳固性可依据隧道施工实测位移U和隧道极限位移Uo启动判别。
当U≤Uo时,隧道稳固;当U>Uo时,隧道不稳固。
表1.1 隧道各级围岩自稳才干判别
实践上隧道围岩稳固性评价方法和目的有很多,按触及原因多少,可分为单原因评价和多原因评价两类;按评价方法,可分为定量评价和定性评价;按评价模型和所附丽的实践,有以支护结构应力和强度相关评定围岩稳固性的应力体系实践、围岩松动圈实践、洞周位移判别准绳以及地表位移准绳等;从成功手腕上,有数值计算、现场监控量测和实践计算等方法。
目前,关于公路隧道围岩稳固性评价重要是依据规范分两阶段启动。
第一阶段驳回工程类比法,依据隧道所处的工程地质、水文地质、岩石物理力学参数及其余设计条件等,依据规范和工程阅历对围岩作出品质评价,并据此启动隧道断面尺寸、开挖方法和支护方法等方面设计。
第二阶段重要是在施工环节中,依据数值计算和现场监控量测结果的基础上,启动围岩稳固性评价,并对隧道支护参数和施工方法作修正和调整。
小净距隧道的后挖洞施工对后行洞围岩稳固性影响较大,其力学机理较独立隧道复杂,其稳固性评价方法和目的要综合思考围岩级别、净距、埋深、开挖打算及支护打算等原因确定。
但是,目前针对公路小净距隧道围岩稳固性评价方法和目的的钻研较匮乏,经过查阅文献发现只要大批的应用单洞隧道围岩稳固性的评价方法和目的对小净距隧道围岩稳固性启动评价,因此本局部内容重要综述独立隧道的围岩稳固性评价目的和方法的钻研和运行停顿状况。
隧道围岩稳固性评价从其评价机理的角度可以分为两大类,一是基于资料力学、弹塑性力学常识体系的强度实践,以围岩应力形态和强度相关评定围岩稳固性,即强度判据,二是经过围岩周边答应位移(变形)或地表沉降量来判别,即位移判据。强度判据的普通思绪为经过数值计算和监控量测等手腕,失掉隧道开挖后围岩应力散布状况后,与围岩自身具备的围岩强度启动比拟并评价围岩稳固性。比拟经典的强度判据有Mohr-Cou-lomb强度准绳、Griffith 强度实践、Drucker-Prager准绳以及Hoek-Brown强度准绳。Mohr-Coulomb屈服准绳假设作用在某一点的剪应力等于该点的抗剪强度时,该点出现破坏,剪切强度与作用在该面的正应力呈线性相关。普通以为该实践比拟片面地反映了岩石的强度个性,既实用于塑性岩石也实用于脆性岩石的剪切个性,但它不能反映两边主应力的影响。Griffith强度实践以为资料断裂的原因是散布于资料中的庞大裂纹尖端有拉应力集中所致,资料的破坏机理是拉伸所致,该强度准绳是针对玻璃等脆性资料提进去的,因此只实用于钻研脆性岩石的破坏。Drucker-Prager准绳(D-P准绳)是在C-M准绳和塑性力学中驰名的Mises准绳基础上的裁减和推行而得,计入了两边主应力的影响,又思考了静水压力的作用,在国际外岩土力学与工程的数值计算剖析中取得宽泛的运行。Hoek-Brown强度准绳将岩体破坏分为拉伸破坏和剪切破坏两种机制,综合思考了岩块强度、结构面强度、岩体结构等多种原因的影响,能更好地反映岩体的非线性破坏特色。塑性区判据也是强度实践中钻研和运行较多的一种围岩失稳准绳,其普通思绪为围岩发生塑性区并不代表围岩失稳,只要在围岩塑性区中塑性应变开展到必定水平时,才在围岩中构成潜在的破坏面并到达破坏形态,塑性区判据重要处置屈服范畴到达什么水平时围岩开局失稳。徐文焕以为计算失掉的围岩塑性区大于0.2倍的开挖直径,则围岩不稳固。关宝树以为,可将塑性区不超越隧道直径的20%作为评价围岩稳固性的一个大抵规范。朱维申等剖析二滩公开厂房群稳固性时,提出用主厂房洞周围岩塑性区面积f与主厂房截面积f之比β作为围岩稳固性的一种判据。另外Hoek给出了支护后围岩稳固性的判别规范,洞周的破坏带能否位于锚杆支护的边界之内,即围岩的塑性区假设被限度在锚杆支护范畴内以为围岩是稳固的。安保系数和强度折减法也是近年来强度判据钻研的热点之一,该方法将资料的重要强度特色值如c、φ除以K值,逐渐升高K值偏重复计算直到围岩失稳(即计算不能收敛)为止,K为安保系数。张黎明等以为仅凭传统有限元剖析失掉的应力、位移、拉应力区和塑性区大小,很难确定隧道的安保度与破坏面,而应用有限元强度折减法来确定隧道的破坏面,可以失掉隧道的全体强度储藏安保系数。安保系数是基于隧道受剪破坏提出的,而隧道还或者出现受拉破坏,因此安保系数关于拉张破坏的稳固性判别有待深化钻研。除上述围岩稳固性强度判据外,还有应力集中系数实践、块体实践以及岩体强度实践等,例如Hoek以为在软弱岩体中,一旦岩体强度与原位应力相比降落20%,变形将大幅增长,除非这些变形失掉管理,否则隧洞有或者塌方;徐干成等以为应力集中系数能直接地反映围岩的稳固状况;Jing以为在隧道围岩中存在不稳固块体,它的失稳会惹起一系列块体失稳。
位移判据是从隧道出现的各种极限形态入手,找出在某种极限形态下各管理点的位移即所谓极限位移,进而判定围岩稳固性,通常可驳回位移量,也可驳回位移速率。该方法以为不论隧道的作用机理如何复杂,其经受各种作用后的反响可以用周边位移表现进去,而经过周边位移观测可以了解隧道的力学灵活,比拟直观且易于实施,隧道的稳固性也应该从周边位移变动和开展失掉表现。而以锚喷初期支护为重要技术背景的“新奥法”经过对围岩及支护结构变形启动监测,为位移作为围岩稳固性判据提供了或者。Sakurai以为隧道的稳固评价应该依据隧道周围岩体的应变启动。朱永全以为,围岩稳固性评价除依据比拟u>u外,还应联合位移开展变动法令,并提出围岩和初期支护基本稳固的条件重要为:位移速率有显著减缓趋向,已发生的位移量已占总位移量的80%以上。文献[70]中给出了答应位移量的定义,即在保障公开洞室或隧道不发生有害松动和保障地表不发生有害下沉量的条件下,隧道变形稳固后隧道侧壁间水平位移总量和拱顶沉降量的最大值。文献[71]给出了围岩安保基准的制定准绳以及依据位移变动量或预测的最终位移值判别围岩稳固性的规范。实践上,围岩答应位移量与围岩地质条件、隧道(洞室)埋深、断面尺寸、开挖施工方式、支护方式与参数、地表修建物以及围岩资料强度等原因无关。因此,不同国度对公开洞室的位移答应值有不同的阅历规范,且偏重点各有不同,例如法国制定的拱顶下沉量管理规范仅思考了洞室的埋深和软硬岩两类状况;日本把浅埋隧道沉降监测定为A级,并且给出了不同埋深隧道的相应规范;德国依据隧道变形法令,对变形特色较为显著的不同部位给出了各自限定规范。
对小净距隧道围岩稳固性评价目的和方法而言,现有的钻研较少且不足系统性。我国铁路和公路隧道规范中亦无小净距隧道洞周位移方面的监测限值。目前的钻研上班取得了一点成绩,文献[52]以两边岩柱塑性区不连通及衬砌受力不超越混凝土极限抗压强度作为稳固性评定依据。将小净距隧道中岩柱厚度和埋深范畴内的岩体作为荷载作用在中岩柱上,依据极限平衡实践建设了小净距隧道中岩柱加锚支护后的极限强度,据此建设起小净距隧道中岩柱的稳固性判据;李云鹏等应用统计学方法对围岩为石灰岩和千枚岩的小净距隧道建设了答应变形管理方程,依据该方程对围岩为石灰岩和千枚岩的小净距隧道工程的稳固安保性启动了剖析;刘胜利等对复杂地质条件下小净距双线市区交通隧道的围岩稳固特色启动了剖析,并对现有小线间距条件下厦门莲黄隧道围岩及结构的稳固性启动了评价。
由上可知,对分别式独立隧道和小净距隧道而言,其围岩稳固性评价规范和方法的钻研成绩是有待完善的。
围岩地应力与岩体力学参数在空间逐点变动还没有适合的实践计算方法,围岩破坏准绳也没有公认一致的实践方法,围岩稳固性的力学机理目前还不甚清楚。
只管在工程中以准许相对位移值或准许收敛速率方式给出的围岩失稳判据,在绝大局部都取得了成功,但有悖于上述规范的现象时常出现。
软弱围岩变形值超出规范准许值数倍时仍未出现失稳,在浅埋隧道中变形尚未到达准许值却出现了坍塌,说明仅用位移来表征稳固性是不片面和不足针对性的。
因此可以说,隧道围岩稳固性判据的实践钻研方面目前还处于七嘴八舌阶段,失稳判据一直没有失掉很好的处置。
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