地下工程基础课程设计Word格式文档下载.docx

1、=21.5KN/m,水的重度=10KN/m. 由设计要求知：隧道上层所受压力 P = H =21.55 =107.5KN/m,为均布荷载，方向竖直向下。 求隧道所受的侧向压力F时，采用水土分算。土层给隧道侧压力： F1= h （45-/2）2c tan（45-/2） 。 其中=24，为土内摩擦角；c =20 kPa,为土粘聚力，h为F1作用点到地面距离。 在地下水位以上的隧道侧壁，地下水给隧道侧压力为零；在地下水位以下部分，地下水给隧道侧压力： F2 = h h 为F2 作用点到地下水位的水位差（取绝对值）。 有隧道所受的侧向压力:F= F1 + F2 。 隧道在水位1，水位2，水位3的情况下

2、，其上部和侧部受力（外力）分别如图2，图3，图4所示。 图2 在水位1的情况下隧道部分受力图（KN） 图3 在水位2的情况下隧道部分受力图（KN） 图4 在水位3的情况下隧道部分受力图（KN）三建立模型 采用“迈达斯”软件取1延米建模，取实腹矩形截面（1m0.35m）。 该结构节点和单元编号分别如图5，图6所示;每个单元长0.5m,共分56个单元。 图5 节点编号图 图6 单元编号图建模时，采用面弹性支承，弹性连接，选杆系单元，取地基弹性模量为20.5MN/。该隧道约束示意图如图7所示。 图7 约束示意图 同一受力情况下，不同的混凝土弹性模量确定不同的材料，要分别建模计算。四计算结果在水位1的

3、情况下，当E=3.1e+7 KN/时，隧道所受弯矩和轴力分别如图8和图9所示。 图8 水位1情况下，当E=3.1e+7 KN/时的隧道弯矩图 图9 水位1情况下，当E=3.1e+7 KN/时的隧道轴力图 在这种情况下，隧道部分单元受力如表2所示。表2 水位1情况下，当E=3.1e+7 KN/时的隧道部分单元受力单元荷载位置轴向 （kN）剪力-y （kN）剪力-z （kN）扭矩 （kN*m）弯矩-y （kN*m）弯矩-z （kN*m）1ALLI1-576.8543.26613.5J2547.63340.782I2418.98J3423.36130.23I3308.7J4313.08-25.254

4、I4215.51J5219.88-134.15I5138.86J6143.23-204.626I675.71J780.08-243.577I721.36J825.74-255.348I8-29.78J9-25.4-241.559I9-83.59J10-79.22-200.8510I10-145.63J11-141.26-129.1211I11-220.5J12-216.13-19.9712I12-311.14J13-306.77134.5113I13-417.97J14-413.59342.414I14-537.79J15-533.41610.215I16-608.61-493.37346.6

5、2J1-612.98-575.0116I15-600.88-576.1-610.2J17-596.5-494.46-342.7717I18-604.23-405.5124.96J16-482.0118I17-480.08J19-592.13-403.57-122.0819I20-599.86-314.35-49.85J18-385.73I19-381.41J21-587.75-310.0350.57在水位1的情况下，当E=3.2e+7 KN/时，隧道所受弯矩和轴力分别如图10和图11所示。 图10 水位1情况下，当E=3.2e+7 KN/时的隧道弯矩图 图11 水位1情况下，当E=3.2e+7

6、 KN/时的隧道轴力图 在这种情况下，隧道部分单元受力如表3所示。 表3 水位1情况下，当E=3.2e+7 KN/时的隧道部分单元受力-580.31545.12620.73549.49347.07422.45426.82134.76313.13317.51-22.9220.26224.64-134.13143.38147.75-206.9179.5183.89-247.7624.0828.45-260.89-28.45-24.08-83.89-79.51-147.75-143.38-224.64-220.26-317.51-313.13-426.82-422.45-549.49-545.12-

7、609.43-498.67351.19-613.8-620.73-351.19-605.05-409.43127.57-485.94-127.57-600.68-317.28-48.71-388.6648.71在水位1的情况下，当E=3.3e+7 KN/时，隧道所受弯矩和轴力分别如图12和图13所示。 图12 水位1情况下，当E=3.3e+7 KN/时的隧道弯矩图图13 水位1情况下，当E=3.3e+7 KN/时的隧道轴力图在这种情况下，隧道部分单元受力如表4所示。表4 水位1情况下，当E=3.3e+7 KN/时的隧道部分单元受力-574.76541.46613545.83341.18419.

8、21423.58130.48310.36314.74-25.79217.82222.2-135.8141.09145.46-207.4377.2481.62-247.1521.8226.19-259.15-30.52-26.14-244.99-85.37-80.99-203.39-148.03-143.65-130.47-222.88-218.5-20.13-312.71-308.33135.13-417.9-413.53342.99-535.47-531.1609.63-605.59-491.47-609.96-573.12-597.24-573.99-609.63-592.86-492.3

9、5-343.26-601.21-404.04126.14-480.55-478.19-588.49-401.68-123.5-596.84-313.41-48.2-384.79-379.86-584.11-308.4948.37在水位1的情况下，当E=3.4e+7 KN/时，隧道所受弯矩和轴力分别如图14和图15所示。图14 水位1情况下，当E=3.4e+7 KN/时的隧道弯矩图图15 水位1情况下，当E=3.4e+7 KN/时的隧道轴力图在这种情况下，隧道部分单元受力如表5所示。表5 水位1情况下，当E=3.4e+7 KN/时的隧道部分单元受力-578.78543.41620.57547.79347.77422.75427.13135.3314.86319.24-23.23222.66227.03-135.65145.7150.07-209.5981.1685.54-251.2724.6729.05-264.69-29.05-24.67-85.54-81.16-150.07-145.7-227.03-222.66-319.24-314.86-427.13-422.75-547.79-543.41-606.53-497.14351.8-610.9-620.57-351.8-602.15-408.22