隧道结构计算的结构力学法

5.拱形曲墙隧道的结构计算模型：竖向荷载所引起的侧墙部分的变形，将受到侧面围岩的约束， 形成一个抗力区，这里假定弹性抗力为镰刀形，其量值用3个特征值控制：抗力上零点对一般与对称 中线夹角为40°-60°;抗力下零点在拱脚处;最大抗力点h在衬砌最大跨度处，一般在抗力区2/3处。
6.拱形直墙隧道的局部变形法:在分析拱形直墙式隧道结构时,需将拱圈与直墙分开考虑,拱圈是一 个拱脚弹性固定的无铰拱,弹性抗力假定为二次抛物线分布,边墙视为弹性地基梁,全部抗力有文克勒假 设确定,墙顶和拱脚弹性固结,墙脚与基岩间有较大的摩擦力,无水平位移发生,他在基岩的作用视为刚 性体。
7.外荷载产生的位移μhp和直墙拱的结构计算:(1)由弹性地基梁公式,计算系数μ1，β1，μ2， β2(墙顶位移)(2)由主动荷载及单位弹性抗力所产生的h点位移计算单位弹性抗力所产生的位移μhσ(3) 由μhp和μhσ求得弹性抗力σh(4)根据任一截面i处的内力表达式得拱的截面内力(5)求出直梁的内力(6) 校核。
8.隧道衬砌结构计算的矩阵力法计算步骤：(1)计算[F0](2)计算[γSX]并将其转化为[γSX]’(3)计算 [γSP]并将其转化为[γSP]’(4)计算[Fxx],[Fxp](5)计算赘余力{x}(6)计算衬砌单元节点{s}(7)计算衬砌节点 位移{δ}。
9.隧道衬砌结结构计算的矩阵位移法计算步骤：(1)计算衬砌单元刚度位移矩阵(2)计算链杆刚度 (3)计算墙底支座的刚度矩阵(4)集成总体刚度矩阵，并计算各元素值(5)消去已知位移(6)计算节点位 移(7)计算单元节点力。
12.圆形隧道计算模型：作用在衬砌上的主要荷载包括土压力和水压力，其中竖向压力q由 衬砌上方的全部土重组成，静水压力P由沿圆环均布径向压力和由圆环顶部开始向下月牙形变 化的径向压力，地层的反力由直线分布假定。
13.圆形隧道含水平拉杆的内力计算：一是仅考虑安装拉杆所引起的衬砌内力，二是考虑 拉杆安装后，在使用阶段的衬砌内力。
隧道结构计算的结构力学法
1.在分析过程中首先要确定地层压力，然后计算衬砌在地层压力和其他荷载作用下的内力分布， 最后根据内力分布对衬砌结构断面进行验算。
2.荷载结构法和计算地表结构所采用的结构力学方法基本相同，主要差别是衬砌结构在变形过 程中要受到周围介质的限制，分为力法与位移法。
3.拱形半衬砌隧道的结构计算： (1)半衬砌结构可简化为弹性固定平面无铰拱(计算模型) (2)拱顶截面建立位移协调方程，由拱顶截面的位移协调方程得拱脚处的位移和转角 (3)将拱脚位移和转角方程代入拱顶截面位移协调方程，得关于未知力X1，X2的线性代数方程 组，可得拱顶截面未知力 (4)各截面强度校核。
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14.矩阵力法和位移法的区别：力法：柔度方程：力;位移法：刚度方程：位移。计算衬砌 结构的单元有三种：一是模拟衬砌结构偏心受压的衬砌单元;二是模拟围岩约束衬砌自由变形 的链杆单元;三是模拟墙底地层约束墙脚变形的弹性支座单元。
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4.拱形曲墙隧道的结构计算：(1)假定弹性抗力为镰刀形分布，拱形曲墙式衬砌的计算模型为墙 角弹性固定而两侧受周围约束的无铰拱(2)通过h点的变形协调条件计算弹性抗力σh(3)计算主动荷载 作用下衬砌的内力(4)σh=1时衬砌的内力(5)求出最大抗力值σh(6)用叠加的方法求出衬砌内任一点的内 力。
10.拱形直墙计算模型：拱圈是一个拱脚弹性固定的无铰拱，拱圈弹性抗力假定为二次抛物线分 布，边墙视为弹性地基梁，全部抗力由文壳勒假设确定。
11.弹性地基梁分类：对于弹性地基梁按其相对长度al不同，可分为以下三种情况：当 1≤al≤2.75，认为是短梁，即梁的一端受力和变形会影响到另一端。当al≥2.75，认为是长梁，即 梁的一端受力和变形不会影响到另一端。当al≤1，认为是绝对刚性梁，即整个梁只产生平动和 转动。
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