普氏理論泰沙基理論.doc

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1、太沙基計算原理：簡化后寫為并由邊界條件h=0處，=q及h=hc處，=P，解方程，即可獲得隧洞頂部的圍巖壓力P為（2-119）式中：為容重；k為靜止側(cè)壓力系數(shù)，太沙基取k=1;q為地面荷載。式（2-119）表明，隧洞埋深較淺時，松動壓力與埋深有關(guān)；埋深較大時，公式中指數(shù)項趨于零，即而與埋深無關(guān)。普氏理論：這一計算方法是將破裂區(qū)內(nèi)的巖體自重作為隧洞支護上的荷載。為了確定破裂區(qū)的范圍，必須首先對破裂區(qū)的邊界線做出假定，如認為是拋物線、半橢圓形等，此外還有采用彈塑性區(qū)的分界面作為破裂區(qū)的邊界線。普氏壓力拱理論、康姆瑞爾（O

2、.Kommerell）的巖體破碎理論，以及卡柯彈塑性理論都屬于這一類計算方法。其中以普氏壓力拱理論在我國應用最廣。普氏認為，隧洞開挖后，頂部巖體失去穩(wěn)定，產(chǎn)生坍塌，并形成自然拱。隨之，隧洞兩側(cè)由于應力集中而逐漸破壞。因此，頂部坍塌進一步擴大形成塌落拱。如圖所示，如果隧洞開挖后及時支護，按照擋土墻原理，側(cè)面巖石的破裂面與垂直軸的夾角為，頂部的破壞則介于自然拱和塌落拱之間，而破壞拱以內(nèi)的巖石自重即為作用在隧洞支護上的圍巖壓力，因而普氏破壞拱又稱壓力拱。普氏假定壓力拱形狀為二次拋物線形，壓力拱高按經(jīng)驗確定，它取決與隧洞跨

3、度和巖石性質(zhì)。普氏采用下式確定壓力拱高式中：f為巖石堅固性系數(shù)，又稱普氏系數(shù)。普氏根據(jù)不同的巖性給出了相應的普氏系數(shù)，或按（Rc為巖石抗壓強度，MPa）確定普氏系數(shù)。由于實際工程中，決定圍巖穩(wěn)定的因素并非上述兩項指標，因此工程部門大多按各自的經(jīng)驗確定f值。