根据规范上提供的计算洞门土压力的计算公式:
12E???H?h0(h'?h0)b?
2?? (5-3)
E—土压力(kN);
r—地层重度(kN/m3),参考资料取20 kN/m3; λ—侧压力系数,根据上述计算为:0.297; b—洞门墙计算条带宽度(m)
ξ—土压力计算模式不确定性系数,可取ξ=0.6。 由图可知:ho?0 则h'?a0??0
tan??tan?0因此,可求得土压力如下:
1??H2?h0(h'?h0)b?2 (3-3) 12E??20?0.2976.55?0?1?0.62E????? 故有E=76.45KN
重力为:
G??砼H1bB??砼H2b'G?23?5.55?1?1?23?1?2.4?205.85kN (3-4)
B.稳定性及强度验算
a.倾覆稳定性的验算
?My?150.65?(5.55?0.1?0.5?0.7)?46?1.2?319.59kN?m
(3-5)
6.55?163kN?m (3-6) ?M0?74.65?3 K0M???My0?319.59?2.13?1.6 (3-7) 150∴满足倾覆稳定的要求。 b.滑动稳定的验算
隧道怀化端洞门仰坡自然坡度约35~40°,通道端洞门仰坡
自然坡度约35~40°
怀化段 左右洞洞口均处在陡立山坡上,自然坡度35~40°,左右洞洞口处隧道轴线与等高线大致呈70°角相交。边坡及仰坡的坡比采用1:1.0,并进行拱形骨架支护,仰坡后缘设置截水沟。
通道段 左右洞洞口处隧道轴线与等高线大角度相交,但两洞外轮廓线均位于沟壁附近。洞口附近覆盖层厚度较小,建议边坡及仰坡的坡比采用1:1.0,并进行拱形骨架支护,仰坡后缘设置截水沟。
综上所述,根据规范边、仰坡比1:1.0采用翼墙式洞门。由于左右洞的进出口端地 质情况差不多,所以洞门形式都采用翼墙式洞门。端墙厚度取1.5m,正面斜度为 1:0.1,翼墙斜度为1:0.75;翼墙厚度取1.0m。基础设置为宽2m,厚1m。
结合上述规定条件,可取下列值为:
洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离取 0.8+1=1.8m
洞门端墙与仰坡之间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度取 1.2m 洞门墙高出坡脚的高度取 0.974m 洞门厚度由工程类比法取 2.0m 洞门向土体倾覆的坡度取 1:0.1 基底埋置石质地基的深度取 1.318m
翼墙的坡度拟定为 1:1。
洞门高度:8.1+1.2+0.5+0.8=10.6m
采用套拱加长管棚进洞法
Kc?
(?N??Etan?)f?E??Ntan? (3-8)
K(205.85?74.65?0.11)?0.4c?74.65?205.85?0.11?3.96?1.3∴满足滑动稳定的要求。
c.基底合力的偏心距及压应力的验算 偏心距:
c??My??M0.59?163?N?319205.85?0.76 e?B2?c?1.2?0.76?0.44?0.2B?0.48而且?B6?0.4 ∴满足基底合力的偏心距。 基底压应力: ∵e?B6 ∴ ?.85max?2?N22053c?30.44?312kpa 由上可知:?max?????450kpa ∴满足基底压应力的要求。
(3-9)
3-10) 3-11) ( (