隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型

隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型本講主要內(nèi)容：1、隧道力學(xué)的基本概念2、隧道工程的特點(diǎn)及主要結(jié)構(gòu)型式3、隧道力學(xué)的研究?jī)?nèi)容4、隧道力學(xué)的發(fā)展歷史5、隧道結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算模型6、初始地應(yīng)力場(chǎng)及隧道結(jié)構(gòu)荷載形式土木工程學(xué)院隧道工程系施成華1、隧道力學(xué)的基本概念

眾所周知，隧道工程所處的環(huán)境條件與地面工程是全然不同的，但長(zhǎng)期以來(lái)都沿用適應(yīng)于地面工程的理論和方法來(lái)解決隧道過(guò)程中所遇到的各種問(wèn)題，因而常常不能正確的闡明隧道工程出現(xiàn)的各種力學(xué)現(xiàn)象和過(guò)程，使得隧道工程長(zhǎng)期處于“經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)”和“經(jīng)驗(yàn)施工”局面。

目前隧道工程正朝著“信息化設(shè)計(jì)、信息化施工”的目標(biāo)邁進(jìn)，在隧道與地下工程由“經(jīng)驗(yàn)”到“科學(xué)”的轉(zhuǎn)變過(guò)程中，隧道力學(xué)將起著重要的主導(dǎo)作用。第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—基本概念土木工程學(xué)院隧道工程系施成華1、隧道力學(xué)的基本概念

隧道力學(xué)(Tunnelmechanics)是巖土力學(xué)的一個(gè)重要組成部分。隨著各種類型的地下結(jié)構(gòu)物包括隧道(洞)、地下鐵道、地下洞室、地下廠房、地下街道等在世界各地大量興建，作為地下結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)的隧道力學(xué)日益顯示出其重要性．兼之過(guò)去數(shù)十年間地下結(jié)構(gòu)理論有了很大發(fā)展，隧道力學(xué)從巖土力學(xué)中劃分出來(lái)成為一門獨(dú)立學(xué)科的條件業(yè)已成熟。

隧道力學(xué)是以巖體力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈塑性力學(xué)、以及建筑材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理為基礎(chǔ)的一門綜合性的邊緣學(xué)科。第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—基本概念土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—隧道的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點(diǎn)與主要結(jié)構(gòu)型式（1）隧道工程的特點(diǎn)1)荷載的模糊性2)圍巖物理力學(xué)參數(shù)難以準(zhǔn)確獲得3)圍巖—支護(hù)結(jié)構(gòu)承載體系◆圍巖不僅是荷載，同時(shí)又是承載體；

◆地層壓力由圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)共同承受；

◆充分發(fā)揮圍巖自身承載力的重要性。4)設(shè)計(jì)參數(shù)受施工方法和施作時(shí)機(jī)的影響很大

5)隧道與地面結(jié)構(gòu)受力的不同點(diǎn)—圍巖抗力的存在土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—隧道的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點(diǎn)與主要結(jié)構(gòu)型式（2）隧道襯砌的類型外部支護(hù)◆整體式混凝土襯砌◆砌石襯砌◆拼裝式襯砌◆噴射混凝土支護(hù)內(nèi)部支護(hù)◆錨桿◆注漿混合支護(hù)◆噴錨支護(hù)◆復(fù)合式襯砌土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—隧道的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點(diǎn)與主要結(jié)構(gòu)型式（2）隧道襯砌的類型1）整體式混凝土襯砌土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—隧道的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點(diǎn)與主要結(jié)構(gòu)型式（2）隧道襯砌的類型2）裝配式混凝土襯砌土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—隧道的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點(diǎn)與主要結(jié)構(gòu)型式（2）隧道襯砌的類型3)復(fù)合式襯砌土木工程學(xué)院隧道工程系施成華1）馬蹄形第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—隧道的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點(diǎn)與主要結(jié)構(gòu)型式（3）結(jié)構(gòu)型式土木工程學(xué)院隧道工程系施成華2）圓形3）拱形第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—隧道的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點(diǎn)與主要結(jié)構(gòu)型式（3）結(jié)構(gòu)型式土木工程學(xué)院隧道工程系施成華4）雙連拱形第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—隧道的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點(diǎn)與主要結(jié)構(gòu)型式（3）結(jié)構(gòu)型式土木工程學(xué)院隧道工程系施成華

5）矩形及單跨雙層結(jié)構(gòu)第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—隧道的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點(diǎn)與主要結(jié)構(gòu)型式（3）結(jié)構(gòu)型式土木工程學(xué)院隧道工程系施成華6）單層多跨結(jié)構(gòu)第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—隧道的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)型式2、隧道工程的特點(diǎn)與主要結(jié)構(gòu)型式（3）結(jié)構(gòu)型式土木工程學(xué)院隧道工程系施成華隧道是處在各種地質(zhì)環(huán)境中的地下結(jié)構(gòu)，因此，它必將受到周圍環(huán)境的強(qiáng)烈影響。所謂的地質(zhì)環(huán)境包括：地質(zhì)體的形成及其經(jīng)歷；初始應(yīng)力場(chǎng)（包括構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)在內(nèi)）；各種地質(zhì)體的物理的、力學(xué)的、構(gòu)造的和時(shí)間的特性及其分類等?？茖W(xué)地認(rèn)識(shí)地質(zhì)環(huán)境對(duì)地下結(jié)構(gòu)的影響是正確地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的前提。

此外，隧道圍巖的工程地質(zhì)分類受到了極大的關(guān)注，因?yàn)樗淼涝O(shè)計(jì)的工程類比方法大都是以圍巖分類級(jí)別為依據(jù)的。第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—研究?jī)?nèi)容3、隧道力學(xué)的研究?jī)?nèi)容（1）隧道地質(zhì)環(huán)境的研究土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—研究?jī)?nèi)容（2）隧道施工過(guò)程的動(dòng)態(tài)力學(xué)分析隧道從開(kāi)挖到初期支護(hù)的施作，再到二次襯砌的施作需要一個(gè)過(guò)程，而且一般的軟弱圍巖隧道，多采用分部開(kāi)挖施工方法，不同開(kāi)挖方法和支護(hù)時(shí)機(jī)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性影響很大。

隧道施工階段的力學(xué)分析包括：圍巖初始應(yīng)力場(chǎng)和開(kāi)挖效應(yīng)；毛洞穩(wěn)定性分析；初期支護(hù)(錨噴和鋼拱支護(hù)等)和二次支護(hù)(襯砌)的受力狀態(tài)分析；不同施工階段支護(hù)與圍巖的相互作用及圍巖穩(wěn)定性分析(包括彈性分析、粘彈性分析、彈塑性分析、彈粘塑性分析、二維和三維模型等)；地下施工引起的地面沉陷等等。土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—研究?jī)?nèi)容（3）隧道使用階段支護(hù)體系的穩(wěn)定性分析一個(gè)完整的支護(hù)體系是由周圍巖體和支護(hù)結(jié)構(gòu)組成的。因此，支護(hù)體系的設(shè)計(jì)必須包括對(duì)周圍巖體支護(hù)效應(yīng)及支護(hù)結(jié)構(gòu)效應(yīng)的評(píng)定。必須正確地確定支護(hù)結(jié)構(gòu)與坑道圍巖的接觸狀態(tài)及其相互作用機(jī)理，建立兩者的相互作用力學(xué)模式。

此外，隧道工程各種材料（包括巖石及巖體、混凝土、金屬材料等）的性質(zhì)，尤其是長(zhǎng)期性質(zhì)都與時(shí)間有關(guān)。因此，構(gòu)成隧道支護(hù)體系的巖體和結(jié)構(gòu)材料也必將受到時(shí)間的影響。例如支護(hù)結(jié)構(gòu)參與工作的時(shí)間、圍巖壓力的時(shí)間效應(yīng)、巖體或混凝土徐變、流變對(duì)應(yīng)力應(yīng)變的影響等。土木工程學(xué)院隧道工程系施成華第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—研究?jī)?nèi)容（4）隧道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析隧道工程的動(dòng)力分析包括隧道工程的動(dòng)力性態(tài)；隧道工程地震(爆振)反應(yīng)分析；隧道施工振動(dòng)與地下交通隧道車輛振動(dòng)對(duì)環(huán)境影響分析；列車荷載下上下重疊和交叉隧道的動(dòng)力響應(yīng)分析等。土木工程學(xué)院隧道工程系施成華現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)是隧道力學(xué)不可缺少的組成部分。設(shè)計(jì)和施工前的隧址工程地質(zhì)勘探；施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)和圍巖（包括地面）的變形觀測(cè)；這是指導(dǎo)施工和設(shè)計(jì)的重要反饋信息；實(shí)驗(yàn)室相似材料模型試驗(yàn)、光彈性模型試驗(yàn)以及離心機(jī)模型試驗(yàn)等；運(yùn)營(yíng)期間地下結(jié)構(gòu)的靜力和動(dòng)力觀測(cè)包括長(zhǎng)時(shí)期的結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)變觀測(cè)、對(duì)地震和車輛振動(dòng)反應(yīng)的觀測(cè)等?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，一方面為地下結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)和計(jì)算提供數(shù)據(jù)，另一方面又是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)和計(jì)算是否正確性的重要手段。第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—研究?jī)?nèi)容（5）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和室內(nèi)試驗(yàn)的研究土木工程學(xué)院隧道工程系施成華巖土物理力學(xué)性質(zhì)和本構(gòu)關(guān)系的研究，既是巖土力學(xué)工作者的主要任務(wù)之一，也應(yīng)該是隧道力學(xué)工作者的一項(xiàng)重要任務(wù)。嚴(yán)格地說(shuō)．?dāng)?shù)值分析結(jié)果是否正確，往往取決于所選用的材料本構(gòu)模型和物理力學(xué)參數(shù)是否正確。第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—研究?jī)?nèi)容（6）巖土力學(xué)性質(zhì)和本構(gòu)關(guān)系的研究土木工程學(xué)院隧道工程系施成華4、隧道力學(xué)的發(fā)展歷史

最早(19世紀(jì)初期)的隧道（洞）多以磚石材料作襯砌，采用木支撐和斷面分部開(kāi)挖的方法施工?？梢酝茢?，當(dāng)時(shí)隧道襯砌的設(shè)計(jì)是仿照拱橋進(jìn)行的，其特點(diǎn)是只考慮襯砌承受圍巖的主動(dòng)荷載而未考慮圍巖對(duì)襯砌變形的約束和由此產(chǎn)生的抗力，因此襯砌厚度偏大。

其后，不同學(xué)者和工程師們?cè)谠O(shè)計(jì)隧道襯砌時(shí)采用不同的假定來(lái)計(jì)及圍巖對(duì)襯砌變形所產(chǎn)生的抗力，其中溫克爾(winker)局部變形理論得到了廣泛應(yīng)用。這方面的代表學(xué)者有：O．康姆裂爾(1910)，B．H許特和S．約翰勒遜(1922)，A.布耳(1944)，H．舒爾茨和H．杜德克(1964)等。第1講隧道力學(xué)的基本概念與計(jì)算模型—發(fā)展歷史土木睡工程游學(xué)院呢隧道懼工程筐系施成庭華與此團(tuán)同時(shí)林，將村砌涼和圍巖芝視作連燃續(xù)介質(zhì)撤模型進(jìn)行綿分析東的方扭法也失得到蠶了發(fā)嘩展，曾其中冤代表賭量學(xué)懂者有夜：H．史密濕特(19耕26)，J．塔羅暮勃(19撞57)，H．卡斯斬特勒(19妥60)，A．M．繆爾懶伍德(19榮75)。50年代音以來(lái)緣瑞，噴蔥射混雨凝土翅和錨鄰桿被待廣泛女用作漫初期笑支護(hù)通。人脹們逐念漸認(rèn)百識(shí)到川，這耳種支影護(hù)能抖在保愁證圍微巖穩(wěn)燦定的小同時(shí)忙允許省其有嚷一定撒程度距的變友形，使圍巖星內(nèi)部應(yīng)社力得到筒調(diào)整從凈而發(fā)揮昏其自持泳作用，因猛此可歌以將曬內(nèi)層態(tài)襯砌茂的厚浴度減看小很猜多。第1講隧孤道力學(xué)反的基本赤概念與嚇計(jì)算模資型—發(fā)展歷爸史土木工晨程學(xué)院顯隧道工之程系施成華60年代中余期，隨純著數(shù)字光電子計(jì)稱算機(jī)的塌更新和稻巖土本獵構(gòu)定律杏研究的齒進(jìn)展，隧道工或程分析箏方法進(jìn)樸入了以拖有限元張法為代織表的數(shù)倡值分析楚時(shí)期。這方斜面的代財(cái)表學(xué)者慰有：S．F．瑞亞神斯和D．V．迪鏈爾(1烈96愁6)，0．C．辛閉克維屯奇等(1義96賺8)老(1卷97蠅4)，E．L威爾遜(1風(fēng)96駱8)，F(xiàn)．H．庫(kù)樂(lè)紫荷威(19追75)，W．維冰特基(19義77)。湊近年西來(lái)數(shù)值盞分析有圍了新的任進(jìn)展，挽無(wú)限單奶元、邊傘界單元鹽、離散洋單元、邊節(jié)理單主元等在質(zhì)地下結(jié)傍構(gòu)靜力煉和動(dòng)力屯分析中悉得到了乒廣泛應(yīng)牲用。隧道蟲(chóng)工程奔反分真析法吳有了博發(fā)展賤，其要梯旨是咸根據(jù)步現(xiàn)場(chǎng)艱測(cè)得淋的圍巡壽巖變胳形數(shù)稍據(jù)反具演推呈算圍電巖的挑各種球物理罪力學(xué)交參數(shù)虛和初望始地鞏應(yīng)力叨等。第1講隧享道力學(xué)筋的基本滋概念與傻計(jì)算模跪型—發(fā)展弊歷史土木工旦程學(xué)院幸隧道工蓬程系施成華由于地娃下結(jié)構(gòu)懷物的地成質(zhì)條件悶和它們請(qǐng)的用途妹、使用軍期限以死及運(yùn)營(yíng)勉條件的蔑不同，蘇需要采競(jìng)用不同偽的設(shè)計(jì)絡(luò)計(jì)算方鳥(niǎo)法。同優(yōu)時(shí)，經(jīng)票驗(yàn)、工擾程類比斬和工程干師們的便判斷也寫(xiě)都是必匹要的。喂有頭腦禁的工程副師們善查于尊重膛隧道潮力學(xué)清對(duì)某趴項(xiàng)具搏體工吃程的書(shū)分析拒成果陪，并粗根據(jù)畏自己館的經(jīng)湊驗(yàn)和蛙判斷望做出侮合理弄的設(shè)嗓計(jì)和挪施工頁(yè)方案騎來(lái)指妻導(dǎo)設(shè)食計(jì)和咸施工。第1講隧胖道力學(xué)廣的基本首概念與睬計(jì)算模誰(shuí)型—發(fā)展成歷史土木盒工程浸學(xué)院療隧道隊(duì)工程踐系施成華5、隧悄道結(jié)訂構(gòu)的峽力學(xué)宰計(jì)算淘模型（1）國(guó)煤內(nèi)外圈常用廚的隧善道結(jié)賽構(gòu)計(jì)攻算模射型國(guó)際隧我道協(xié)會(huì)(IT器A)于19螺78年曾服成立蟲(chóng)結(jié)構(gòu)事設(shè)計(jì)恒模型兄研究狐組(Wo塔rki蠻ng批Gro零up隊(duì)on賢Str聞uct唯ura讀ld求esi摔gn紗Mod乖els牌)，其任含務(wù)在于逃匯集與本交流各鳥(niǎo)會(huì)員國(guó)死所采用苦的結(jié)構(gòu)悲設(shè)計(jì)模牌型。該饞工作組詢于198剛1年提出歲了工作部報(bào)告，主給出了驢各會(huì)員懇國(guó)對(duì)四王種不同柄類型的約隧道所長(zhǎng)采用的傅結(jié)構(gòu)設(shè)疑計(jì)模型。第1講隧爺?shù)懒W(xué)痛的基本掉概念與包計(jì)算模伍型—計(jì)算徹模型土木工昏程學(xué)院咽隧道工嶺程系施成華（1）國(guó)高內(nèi)外擾常用演的隧室道結(jié)撈構(gòu)計(jì)殺算模幅型第1講揮隧道撤力學(xué)嚼的基根本概奮念與遲計(jì)算音模型—計(jì)算蝴模型土木工幸程學(xué)院偵隧道工真程系施成華第1講劫隧道期力學(xué)患的基只本概壯念與撥計(jì)算潤(rùn)模型—計(jì)算浮模型（1）國(guó)內(nèi)際外常用叔的隧道左結(jié)構(gòu)計(jì)崗算模型土木確工程句學(xué)院屋隧道京工程維系施成撤華由此，答目前國(guó)壩內(nèi)外采鉗用的隧露道結(jié)構(gòu)獅設(shè)計(jì)模川型可歸石納為四兆種類型惱：1）以工北程類害比為畢依據(jù)必的經(jīng)弟驗(yàn)法（Emp顆iri圖cal粘Me率tho聽(tīng)d）。2）以測(cè)立試為逝依據(jù)互的實(shí)呈用法。包制括收劣斂—約束法(c坊on宵ve屠rg冊(cè)en概ce—co離nf咳in匙em悅en晌t鞏Me吵th母od骨)、現(xiàn)場(chǎng)希和實(shí)驗(yàn)洗室的巖類土力學(xué)搞試驗(yàn)、雨應(yīng)力(應(yīng)變)量測(cè)男以及奧實(shí)驗(yàn)暑室模反型試掛驗(yàn)。3）結(jié)構(gòu)附力學(xué)浸方法（作孕用—反作用勁模型，Ac差ti風(fēng)on瘋-r兔ea洞ct紙io而n豎Mo哭de濃l)，例第如彈禮性地嚼基框草架，脊彈性草地基卡圓環(huán)陳（全頌部支維承或破部分?jǐn)乐С惺欤?，混矩陣乳位移脹法等俊。這牌種模慢型亦啟可稱倘為荷輝載—結(jié)構(gòu)喪法。第1講隧節(jié)道力學(xué)誰(shuí)的基本喂概念與霧計(jì)算模勒型—計(jì)算池模型（1）國(guó)內(nèi)樂(lè)外常用貓的隧道練結(jié)構(gòu)計(jì)沃算模型土木遷工程增學(xué)院第隧道凝工程才系施成關(guān)華4）巖體力筍學(xué)方法（連續(xù)遺介質(zhì)模殲型，Co制nt盯in移uu型m盟Mo窗de貫l)，包故括解醬析法歡和數(shù)協(xié)值法布兩種稍主要申的方添法。若解析珠法又孫分為低封閉厲解和趨近似擱解兩捆種方宴法，撞目前拔它已書(shū)逐漸裁被數(shù)慰值法宴所取紗代。拒數(shù)值螺法以厘有限喝元法朽為主辱，這斗種模栽型亦確可稱秒之為誰(shuí)連續(xù)孤介質(zhì)血力學(xué)出法。剖隧般道工晴程技包術(shù)人穴員在耕設(shè)計(jì)偷隧道教與地斯下結(jié)稅構(gòu)物卻時(shí)，往往暗要考過(guò)慮和本比較柳各種嫁方法棋，或塘以某借一種奪方法努為主狗，以睬其它聾的方雪法作區(qū)為校提核。第1講隧貫道力學(xué)咱的基本挨概念與景計(jì)算模悠型—計(jì)算模肥型（1）國(guó)地內(nèi)外盞常用蜘的隧型道結(jié)茫構(gòu)計(jì)糊算模舌型土木工冬程學(xué)院饅隧道工找程系施成華該方法提認(rèn)為圍花巖對(duì)支共護(hù)結(jié)構(gòu)僑的作用掏只是產(chǎn)嶺生作用潤(rùn)在結(jié)構(gòu)止上的荷罵載（包摧括主動(dòng)猴的圍巖敘壓力和旱被動(dòng)的斥圍巖彈淺性抗力蟻），該法模型是興仿效地跑面結(jié)構(gòu)雄的計(jì)算分模型，即將荷仁載作用借在結(jié)構(gòu)昆上，用濕一般結(jié)慌構(gòu)力學(xué)擔(dān)的方法戶進(jìn)行計(jì)厭算。在藏這類罩模型固中隧咐道支吵護(hù)結(jié)同構(gòu)與非圍巖放的相廢互作掠用是焰通過(guò)治圍巖塞對(duì)支革護(hù)結(jié)沖構(gòu)的糊變形振產(chǎn)生彈性旬抗力來(lái)體殼現(xiàn)的妹，而控圍巖剪的承膽載能科力則并在確兔定圍陸巖壓皆力和葡彈性膽抗力虛時(shí)間貫接地牧考慮博。圍研巖的萌承載編能力流越高但，它相給予夜支護(hù)城結(jié)構(gòu)薯的主令動(dòng)壓如力越牲小，拘而約肌束支擇護(hù)結(jié)知構(gòu)變寶形的球彈性破抗力賢越大腹，相異對(duì)來(lái)婦說(shuō)，雨支護(hù)顫結(jié)構(gòu)維所起同的作根用就影變小看了。第1講塊隧道綢力學(xué)快的基乎本概財(cái)念與小計(jì)算掩模型—計(jì)算模起型（2）結(jié)構(gòu)據(jù)力學(xué)方層法土木工閥程學(xué)院叛隧道工尼程系施成勸華這一類餅計(jì)算模盡型主要適肚用于圍湯巖因過(guò)悅分變形括而發(fā)生唐松弛和硬坍塌，瓣支護(hù)結(jié)敗構(gòu)主動(dòng)浪承擔(dān)圍皇巖“松眨動(dòng)壓力相”的情窮況。利詞用這葬類模富型進(jìn)放行隧暖道支芝護(hù)結(jié)龍構(gòu)設(shè)根計(jì)的津關(guān)鍵帆問(wèn)題瘡，是搜如何層確定巨作用迎在支扭護(hù)結(jié)蕉構(gòu)上勿的主桑動(dòng)荷哲載（哭其中怠最主碑要的剃是圍負(fù)巖產(chǎn)照生的銷松動(dòng)濕壓力宵），件以及喝圍巖具給支蘆護(hù)結(jié)尖構(gòu)的壯彈性繡抗力草。屬荷裝載—結(jié)構(gòu)腫模型幫在隧塔道工邁程的候初期闊，曾軍經(jīng)被取廣泛執(zhí)地采檔用，蠶因?yàn)樘にc朝當(dāng)時(shí)鼓的施糊工技旋術(shù)水戴平是哲相符蠟的。行由于屬這種戲計(jì)算早模型概念清福晰，計(jì)毫算簡(jiǎn)便，易梅于被塌工程唇師們立所接掏受，跳故至筑今仍積較為央廣泛墾的使靜用，些尤其們是對(duì)洞模筑宅混凝兆土襯塔砌。第1講辜隧道裹力學(xué)捎的基染本概秧念與干計(jì)算營(yíng)模型—計(jì)算模緣瑞型（2）結(jié)分構(gòu)力稻學(xué)方值法土木工省程學(xué)院庭隧道工舟程系施成臨華它是將支護(hù)慘結(jié)構(gòu)與譽(yù)圍巖視霜為一體蒸，作為對(duì)共同承承受荷載紀(jì)的隧道植結(jié)構(gòu)體饑系，故又抱稱為復(fù)勇合整體縱模型。斯這種模辭型主要應(yīng)火用于由從于圍巖盾變形而原引起的諒壓力，壓廢力值灑必須嶼通過(guò)太支護(hù)窄結(jié)構(gòu)妖與圍鑄巖的烤共同拍作用由而求影得，著這是蘋反映晃當(dāng)前托現(xiàn)代菠支護(hù)誤結(jié)構(gòu)斗原理離的一軌種計(jì)課算方寇法。永在這膏種模容型中巾圍巖舞是直炮接的長(zhǎng)承載鞠單元徑，支慌護(hù)結(jié)玻構(gòu)只槳是用燦來(lái)約揉束和剩限制說(shuō)圍巖蹤蝶的變辣形。串該方廢法是并目前獅隧道銅結(jié)構(gòu)畏體系霞設(shè)計(jì)巨計(jì)算悅中力爪求采尚用的妥和正諸在發(fā)畝展的壩模型畜，在屆該種壩模型販中可潤(rùn)以考彼慮隧凍道結(jié)缺構(gòu)的析各種雀幾何刑形狀阻，圍檢巖和攏支護(hù)壟材料鑼的非蠢線性句特性睜，開(kāi)微挖面免空間趕效應(yīng)眠所形抖成的忙三維王狀態(tài)意，以霧及地瓣質(zhì)中逢的不奴連續(xù)名面等延等。第1講隧駱道力學(xué)炊的基本阿概念與弓計(jì)算模走型—計(jì)算模脖型（3）巖體膝力學(xué)方販法土木義工程縱學(xué)院扇隧道忙工程獻(xiàn)系施成意華第1講隧歌道力學(xué)喚的基本良概念與暫計(jì)算模描型—計(jì)算模音型（4）兩大主計(jì)算方碧法的比睡較土木工匆程學(xué)院相隧道工濱程系施成華第1講隧乏道力學(xué)門的基本那概念與蛋計(jì)算模伯型—計(jì)算模脂型（4）兩大筆計(jì)算方補(bǔ)法的比償較土木納工程起學(xué)院聾隧道球工程領(lǐng)系施成華第1講賺隧道笑力學(xué)牛的基蹦本概拒念與恭計(jì)算扇模型—計(jì)算模跑型（4）兩大址計(jì)算方負(fù)法的比牛較土木流工程貪學(xué)院循隧道數(shù)工程僅系施成樣華第1講隧乒道力學(xué)小的基本苦概念與噸計(jì)算模蛋型—隧道荷穴載形式6、初怠始地說(shuō)應(yīng)力公場(chǎng)及能隧道掏結(jié)構(gòu)贏荷載器形式（1）初郵始地拒應(yīng)力僅場(chǎng)在地層縱中修建宰隧道，暮隧道周舟圍巖體丑的原有爆平衡狀尚態(tài)被打繳破，并估產(chǎn)生應(yīng)橫力重分搜布。當(dāng)執(zhí)隧道周連圍巖體產(chǎn)的強(qiáng)度婦不能適串應(yīng)這種血應(yīng)力變蠶化時(shí)，盆巖體可費(fèi)能產(chǎn)生尊失穩(wěn)破罰壞，進(jìn)具而轉(zhuǎn)化愿為需要益隧道襯懲砌結(jié)構(gòu)閱承擔(dān)的掛圍巖壓紐奉力。而蓬這種圍箭巖壓力蝦正是由旦于巖體址初始應(yīng)鵝力狀態(tài)急的改變蘋所產(chǎn)生兇的。所鞠以，地層雜中的先初始戰(zhàn)地應(yīng)取力場(chǎng)席是產(chǎn)泳生圍鞠巖壓級(jí)力的析根本逆原因。初始應(yīng)俘力＝自園重應(yīng)力親＋構(gòu)造膝應(yīng)力土木擠工程穗學(xué)院驕隧道驚工程播系施成華（1）初孩始地捧應(yīng)力熟場(chǎng)巖體耍的垂施直應(yīng)卵力她：1）自重黑應(yīng)力場(chǎng)巖體的叨水平應(yīng)濟(jì)力：在自謝重應(yīng)璃力場(chǎng)劍中，埋通常錘側(cè)向慎應(yīng)力缺小于蹈垂直波應(yīng)力蝦。第1講隧惡道力學(xué)榨的基本居概念與陪計(jì)算模引型—隧道荷種載形式土木鏈工程帳學(xué)院勾隧道漫工程撓系施成塌華（1）初始米地應(yīng)力殘場(chǎng)1）地質(zhì)攜的構(gòu)皂造過(guò)侍程不尺僅改摔變了孔地質(zhì)掏的重媽力應(yīng)今力場(chǎng)塑，而版且還誼有一椅部分擋殘余飄在巖患體內(nèi)惑，這獸些殘靜有的執(zhí)應(yīng)力泥必將丘對(duì)隧雜道工嶺程產(chǎn)捉生一虧定的偽影響嚷。2）構(gòu)造應(yīng)蠟力場(chǎng)在偉巖層一綱定深度呀內(nèi)普遍撐存在。而貫且由基于地戀殼運(yùn)提動(dòng)所如產(chǎn)生探的拉爬、壓陶、扭瞇剪作宅用，必局部裂的最懂大構(gòu)腦造應(yīng)鵲力多日為水平灰方向，其值慨往往大衛(wèi)于重力領(lǐng)應(yīng)力場(chǎng)潑中的水以平應(yīng)力竿分量，乞有時(shí)候帥甚至大館于垂直逗應(yīng)力分站量。3）構(gòu)造應(yīng)姨力場(chǎng)具逃有明顯愈的區(qū)域亂和時(shí)間沫性，即它尋受所在份區(qū)域地到殼運(yùn)動(dòng)鏈和時(shí)間鉆的影響抱很大。2）構(gòu)造螞應(yīng)力場(chǎng)第1講隧鳥(niǎo)道力學(xué)罷的基本便概念與螺計(jì)算模面型—隧道委荷載纖形式土木幫工程金學(xué)院勺隧道煌工程勁系施成華（1）初襪始地燙應(yīng)力弊場(chǎng)確定敏初始嗽地應(yīng)艦力場(chǎng)貼，可脹用解析反廚演法和原位測(cè)蘋試法。而用叉解析的茂方法來(lái)裹分析地膨質(zhì)的初五應(yīng)力場(chǎng)灶，僅是亭一個(gè)大意概的結(jié)妄果，有拌時(shí)由于訂受多種起因素的匆影響，由誤差很業(yè)大。因享此，在郵一般的槐理論分退析中，達(dá)常把初叔始應(yīng)力月場(chǎng)按靜盛水應(yīng)力牧場(chǎng)來(lái)處摩理，而宮在一些劑較為重焦大的工巾程中多沙采取實(shí)年地測(cè)量虧的方法群來(lái)確定更，具體廊包括地震法閣、水壓結(jié)致裂法喉、超前向鉆孔應(yīng)刃力解除悲法等。第1講隧猴道力學(xué)卷的基本翻概念與蘿計(jì)算模粒型—隧道荷熟載形式土木工今程學(xué)院結(jié)隧道工腎程系施成華（2）隧道畏結(jié)構(gòu)荷兆載形式作用在潮隧道結(jié)淘構(gòu)上的嗽荷載可兩分為三別類，即主要荷蓄載、附映加荷載迎、特殊乞荷載。曾主要荷播載就是處長(zhǎng)期作財(cái)用的荷蠢載，它瘋包括地宋層壓力長(zhǎng)、圍巖挽彈性抗膜力、結(jié)兆構(gòu)自重曬力、回苦填巖土啊重力、逢地下靜黨水壓力攔以及使授用的荷蒜載。弟附加滑荷載是否指非經(jīng)朝常作用倚的荷載燈，他包遠(yuǎn)括施工心荷載、堵灌漿壓密力、局渴部落石沫以及由仁溫度變巖化引起登的溫度濫應(yīng)力等廉。盼特殊浴荷載包搶括一些避偶然發(fā)逃生的荷窄載，如弟沖擊力冠等。讓在上注述各荷找