隧道衬砌计算

半衬砌、曲墙式和直墙式衬砌计算的主要区别和联系

考虑的方向：

模型建立（拱脚的位移——支座的位移：半衬砌由于拱圈直接支撑在土体上而土有弹性的所以拱脚有位移（位移由拱圈内力引起，由于隧道颈向摩擦大所以只有切向位移，而由于结构对称荷载对称竖向位移不考虑），曲墙式拱脚由于摩擦大没有位移，直墙式由于拱脚与侧墙直接连接所以拱脚的位移和侧墙的位移有直接的关系。超静定结构的简化三者都是单跨结构对称荷载对称的超静定结构，所以当从跨中分为两部分时跨中没有剪力）

所受的围岩压力（有无围岩抗力，半衬砌拱圈矢跨比小所以没有围岩抗力，曲墙式不仅有围岩抗力而且按抗力最大点分为两段，曲墙式的拱圈矢跨比相对不大但是也有抗力区，而他的抗力曲的计算和曲墙式上零点到最大抗力点的计算公式相近）

计算方法（都可以用力法解决，故都用到了正则方程，计算时都把拱圈分为有限段，先得出内力、外力所引起的跨中位移，再计算由支座位移或由围岩抗力引起的跨中位移，综合围岩跨中相对无位移来得出跨中内力方程，从而由此得出拱圈的内力图）

解答：

半衬砌、曲墙式和直墙式衬砌计算的主要区别和联系（按力法来做）联系：

1）从解决方法上三者都可以用力法解决，所以三者在计算拱圈的内

力的时候都会用到正则方程，即

1

12

2

11

1=

+

∆

+

+a

P

X

Xβ

ξ

ξ

和

2

22

2

21

1=

+

+

∆

+

+a

a

P U

f

X

Xβ

ξ

ξ两个方程。

2）三者都是单跨结构对称荷载对称的结构，所以在计算内力时跨中都可以不考虑剪力，而在计算支座的线位移时由于竖向位移不产生结构内力都可以忽略。

3）三者在计算支座的位移时都会由于隧道轴线方向摩擦力太大而只要考虑支座切向位移。

4）在计算由内力和围岩外力引起的位移时，由于拱圈的厚度变化要对拱圈进行分段

区别：

1）在计算支座的位移时，由于衬砌由于拱圈直接支撑在土体上而土有弹性的所以拱脚有位移（位移由拱圈内力引起，由于隧道颈向摩擦大所以只有切向位移，而由于结构对称荷载对称竖向位移不考虑），曲墙式拱脚由于摩擦大没有线位移只有角位移，直墙式由于拱脚与侧墙直接连接所以拱脚的位移和侧墙的位移有直接的关系。

2）由于隧道和围岩互相作用，所以曲墙式和直墙式要考虑到围岩的弹性抗力，在计算内力时应该综合考虑。半衬砌拱圈矢跨比小所以没有围岩抗力，曲墙式不仅有围岩抗力而且按抗力最大点分为两段，曲墙式的拱圈矢跨比相对不大但是也有抗力区，而他的抗力曲的计算和曲墙式上零点到最大抗力点的计算公式相近。