用一個彈簧來理解新奧法原理
1.洞室邊緣某一點A在開挖前具有原始應(yīng)力(自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力)處于一個平衡狀態(tài)。如同一根彈性剛度為K的彈簧,在P0作用下處于壓縮平衡狀態(tài)。
2.洞室開挖后,A點在臨空面失去約束,原始應(yīng)力狀態(tài)要調(diào)整,如果圍巖的強度足夠大,那么經(jīng)過應(yīng)力調(diào)整,洞室可處于穩(wěn)定狀態(tài)(不需支護)。然而大多數(shù)的地質(zhì)情況是較差的,即洞室經(jīng)過應(yīng)力調(diào)整后,如不支護,就會產(chǎn)生收斂變形,甚至失穩(wěn)(塌方),所以必須提供支護力PE,才能防止塌方失穩(wěn)。等同于彈簧產(chǎn)生了變形u后,在PE作用又處于平衡狀態(tài)。
3.由力學(xué)平衡方程可知,彈簧在P0作用時處于平衡狀態(tài);彈簧在發(fā)生變形u后,在PE的作用下又處于平衡狀態(tài),假設(shè)彈簧的彈性系數(shù)為K,則有:
P0=PE+Ku
討論:(1)當(dāng)u=0時,P0=PE 即不允許圍巖變形,采用剛性支護,不經(jīng)濟;
(2)當(dāng)u↑時,PE↓;當(dāng)u↓時,PE↑。即圍巖發(fā)生變形,可釋放一定的荷載(卸荷作用),所以要允許圍巖產(chǎn)生一定的變形,以充分發(fā)揮圍巖的自承能力。是一種經(jīng)濟的支護措施,圍巖的自穩(wěn)能力P=P0-PE=Ku;
(3)當(dāng)u=umax時,發(fā)生塌方,產(chǎn)生松馳荷載,不安全。
1.洞室邊緣某一點A在開挖前具有原始應(yīng)力(自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力)處于一個平衡狀態(tài)。如同一根彈性剛度為K的彈簧,在P0作用下處于壓縮平衡狀態(tài)。
2.洞室開挖后,A點在臨空面失去約束,原始應(yīng)力狀態(tài)要調(diào)整,如果圍巖的強度足夠大,那么經(jīng)過應(yīng)力調(diào)整,洞室可處于穩(wěn)定狀態(tài)(不需支護)。然而大多數(shù)的地質(zhì)情況是較差的,即洞室經(jīng)過應(yīng)力調(diào)整后,如不支護,就會產(chǎn)生收斂變形,甚至失穩(wěn)(塌方),所以必須提供支護力PE,才能防止塌方失穩(wěn)。等同于彈簧產(chǎn)生了變形u后,在PE作用又處于平衡狀態(tài)。
3.由力學(xué)平衡方程可知,彈簧在P0作用時處于平衡狀態(tài);彈簧在發(fā)生變形u后,在PE的作用下又處于平衡狀態(tài),假設(shè)彈簧的彈性系數(shù)為K,則有:
P0=PE+Ku
討論:(1)當(dāng)u=0時,P0=PE 即不允許圍巖變形,采用剛性支護,不經(jīng)濟;
(2)當(dāng)u↑時,PE↓;當(dāng)u↓時,PE↑。即圍巖發(fā)生變形,可釋放一定的荷載(卸荷作用),所以要允許圍巖產(chǎn)生一定的變形,以充分發(fā)揮圍巖的自承能力。是一種經(jīng)濟的支護措施,圍巖的自穩(wěn)能力P=P0-PE=Ku;
(3)當(dāng)u=umax時,發(fā)生塌方,產(chǎn)生松馳荷載,不安全。