【精品完整版】医学院东边坡A区段稳定性分析和支护设计

目录

计算书

1边坡选定和模型说明 (1)

1.1基本情况 (1)

1.2选题目的与意义 (2)

1.3医学院东坡实体照片 (2)

2医学院东坡A区段测量和土体的相关力学实验 (3)

2.1 测量 (3)

2.2土力学实验 (4)

3有限元程序进行应力和位移计算 (9)

3.1单元划分 (9)

3.2荷载的处理 (9)

3.3应力和位移计算结果 (10)

4 主应力计算 (34)

4.1主应力计算公式 (34)

4.2主应力计算结果 (35)

5稳定性分析 (42)

5.1稳定性理论概述 (42)

5.2稳定性计算结果 (43)

5.3稳定性分析结论 (53)

6支护设计 (53)

6.1支护方法概述 (53)

6.2支护参数设 (54)

6.3支护计算 (55)

6.4重力挡土墙的施工要求及方法 (56)

6.5支护结构立面图 (57)

6.6支护结构剖面图 (57)

医学院东坡A区段稳定性分析和支护设计

计算书

1 边坡模型说明

1.1 基本情况

理工学院的医学院东坡背靠青龙山的西北面，坐落在新的医学馆的东面，西面是一条校车通过的道路，下面人行道和行车道宽分别是1.5m和4m。被湖北理工获得和开发后，进行了大量的改造措施，最后建成了如图所示的大致边坡形状。

图1 边坡简化图

现在测量得出此边坡长约100m，最大宽度10m左右，最陡的角度约为60.35度，山上建有移动信号发射塔，虽然植被茂密且大多数地方都长有很深的灌木丛，但水土流失依然很严重，在湖北理工的防护下虽然近几年没有发生山体滑坡的情况，但据了解，在黄石下暴雨的时候还是有很大的隐患的。

1.2选题目的及意义

这次的毕业设计的选题是在我们学校的医学院东坡的基础上进行的，很切合我们的实际情况。通过这次选题的边坡实例分析和支护设计的毕业设计，我们再一次熟悉和掌握了工程测量和土力学的有关方面的知识，有限元的计算也是以后的工作中需要掌握的技能。在支护设计这一方面，我们更好的了解了水文学和弹性力学以及流体力学的相关知识，相信以后会在课本之外更好的熟悉这些学校没有开设的课程吧。这次实体的设计，也为以后学院医学院东坡的稳定性提供了可以准确利用的资源和数据。这次设计全部都是自己切身行动，准确的测量，能让自己的动手动脑能力得到加强，更好的使我融入到以后的工作中。

1.3 医学院东坡实体照片

我设计的是A区段，边坡实体图如下图

图2 边坡局部图1 图3 边坡局部图2

2医学院东坡A区段测量和土体的相关力学实验

2.1 测量

我们在测量中采用的是工程测量上面的视距测量法，是一种间接测量水平距离和高程的一种方法。仪器采用的是南方测绘公司的经纬仪，原理和工程测量书上的原理一样。

2.1.1视距测量

在测量的时候是在边坡进行的,并且只有使视线与边坡平行时测量结果才准确。由于视线不垂直于水准尺，所以要利用近似直角三角形的原理来求解。假

',就可以计算倾斜如可以用换算的方法使间隔MN转换为垂直的视角及距离N

M'

距离L，然后利用函数原理计算出水平距离D和高差h。

图4 视线倾斜时的视距测量示意图

煤柱安全系数计算

煤柱强度及煤柱稳定性研究 根据煤柱设计理论，煤柱作为控制上覆岩层移动与破坏的主要手段，必须能够保持长期的稳定性。目前主要根据极限强度理论评价煤柱的稳定性。 极限强度理论认为，如果煤柱所受载荷达到煤柱的极限强度，则煤柱的承载力降低到零，煤柱就会破坏。一般由下式计算条带煤柱的安全系数： p p S F σ= 式中p S 为煤柱所承受的实际载荷；p σ为煤柱的强度；F 为安全系数，如果 F ≥1.5，可认为煤柱具有长期的稳定性。 1 煤柱强度分析 煤柱强度是指煤柱单位面积上所能承受的最大载荷，它是煤柱稳定性分析的 基础。煤柱的强度不仅与煤块的强度有关，还与煤柱的尺寸、煤柱内部的地质构造、煤柱与顶底板岩层的接触状况、煤柱侧向受力等因素有关。 准确预测煤柱强度是十分困难的。长期以来，针对煤柱强度的主要影响因素,人们通过现场试验和经验总结提出了许多计算煤柱强度的经验公式。具体说来可以分为以下两类，即线性公式和指数公式： ?? ? ?? ? ??? ??+=h W B A m p σσ b a m p h W σσ= 式中p σ为煤柱强度；m σ为现场立方体煤柱的临界强度；A ，B ，a ，b 为无量纲量，且有1=+B A 。A ，B ，a ，b 的取值如表1所示。 表1 常用煤柱强度经验公式参数

目前应用较多的是Bieniawski 提出的线性煤柱强度计算公式： ??? ? ? +=h W S m p 36.064.0σ 式中m σ为临界尺寸时煤柱的强度，MPa ，一般取5-8MPa 。 实际上，煤柱强度不仅与煤柱的宽高比（h W /）有关，还与煤柱的长度有关。 美国学者Mark （1997）根据式（3-11），提出了考虑煤柱长度l 影响的煤柱强度公式 ??? ? ??-+=lh W h W S m p 218.054.064.0σ 从式中可以看出，煤柱长度l 增加，可以提高煤柱的强度。 Arther Wilson(1973)最早提出了煤柱屈服区的概念。他将煤柱视为一种复杂结 构，承受不均匀的应力梯度，在煤柱中央因约束作用存在一个应力较高的核区。他认为煤柱的破坏方式是渐进的（progressive ）。根据这一思想，建立了一种新的煤柱强度计算公式： （1） 对于正方形煤柱： () 1044.481084.9462232，--?+?-=H h Wh W H S p γ（hH W 00984.0>时） ，

深基坑工程设计内容教学内容

深基坑工程设计内容 （1）基坑支护结构设计的极限状态 基坑支护结构设计应满足两种极限状态的要求： 1)承载能力极限状态 基坑工程的承载能力极限状态要求不出现以下各种状况： ①支护结构的结构性破坏——挡土结构、锚撑结构折断、压屈失稳，锚杆的断裂、拔出，挡土结构地基基础承载力不足等使结构失去承载能力的破坏形式。 ②基坑内外土体失稳——基坑内外土体整体滑动，坑底隆起，结构倾倒或踢脚等破坏形式。 ③止水帷幕失效——坑内出现管涌、流土或流砂。 2)正常使用极限状态 基坑的正常使用极限状态，要求不出现以

下各种状况： ①基坑变形影响基坑正常施工、工程桩产生破坏或变位；影响相邻地下结构、相邻建筑、管线、道路等正常使用。 ②影响正常使用的外观或变形。 ③因地下水抽降而导致过大的地面沉降。 （2）基坑支护结构的设计内容 ①支护结构体系的选型及地下水控制方式。 ②支护结构的强度和变形计算。 ③基坑内外土体稳定性计算。 ④基坑降水、止水帷幕设计。 ⑤基坑施工监测设计及应急措施的制定。 ⑥施工期可能出现的不利工况验算。 以上设计内容，可以分成三个部分。其一是支护结构的强度变形和基坑内外土体稳定性设计；其二是对基坑地下水的控制设计；其三是施工监测，包括对支护结构的监测和周边

环境的监测。软土地区的深基坑坑底以下土层较软，加固坑内被动区土体，可减小支护桩入土深度、基坑变形。加固范围由计算或类似工程经验确定。加固的方法常用喷射注浆、深层搅拌。深层搅拌局部加固的形式如图 2.2.3 所示。 图2.2.3 深层搅拌局部加固的形式5、基坑工程设计依据 基坑工程设计时，首先应掌握以下设计资料(即设计依据)： ①岩土工程勘察报告。区别基坑工程的安全

隧道开挖围岩稳定性分析

隧道开挖围岩稳定性分析 发表时间：2020-04-03T01:52:44.878Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年24期作者：马智勇[导读] 我国西部地区地质条件复杂，存在岩溶、高地应力等复杂地质体。隧道穿越这些复杂地质构造时，会产生严重的变形破坏。 中铁二十局集团有限公司 摘要：我国西部地区地质条件复杂，存在岩溶、高地应力等复杂地质体。隧道穿越这些复杂地质构造时，会产生严重的变形破坏。如果处理不当，可能造成重大事故，造成人员和财产损失。在开挖过程中，不同的开挖方法对隧道围岩的影响也会不同，导致隧道围岩应力重分布的差异很大。围岩应力应变随开挖断面的变化而变化。目前，对围岩稳定性的判断方法主要有理论分析、工程类比和数值分析，其中数值分析法是最适合分析隧道施工的方法。 关键词：隧道开挖；围岩；稳定性 1地形地貌 隧道高程93.05m～640.1m，相对高差547.05m，地层岩性主要为中侏罗统自流井组（J2Z）和沙溪庙组、下侏罗统和上三叠统香溪组（t3-j1x）。岩性为砂岩、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，含薄层炭质页岩、炭质泥岩。 2软弱岩群稳定性 2.1软岩地层工程地质特征 单轴抗压强度小于30MPa的岩层称为软岩。软岩地层具有强度低、孔隙率低、胶结程度高、受构造面切割和风化影响大等特点。在隧道围岩压力的作用下，工程岩体具有明显的变形。软岩隧道围岩具有强度低、结构软弱、易吸水膨胀等特点，隧道围岩变形较大。 2.2软岩地层围岩变形分析 对于围岩是否会发生较大变形及变形量，支护压力和地应力作用下隧道围岩相对变形及掌子面变形预测公式如下：式中:εt一一隧道径向相对变形，指径向挤压变形量和隧道半径或者跨度之比; εf一一隧道掌子面相对变形，指掌子面挤压变形量和隧道半径或者跨度之比; σcm一一岩体单轴抗压强度; σci一一岩石单轴抗压强度; Pi一一支护压力; Po一一隧道中的原岩应力，取3σ1–σ3，即σmax。 3坚硬岩组围岩稳定性分析 根据切向应力准则，将围岩的切向应力(σo)与岩石的抗压强度(σc)之比作为判断有无岩爆及发生岩爆等级划分原则，结果表明: σo/σc<0.30一一一一一一一一一一一无岩爆 σo/σc介于0.30～50一一一一一一一轻微岩爆 σo/σc介于0.50～0.70一一一一一一中等岩爆 σo/σc>0.70一一一一一一一一一一一强烈岩爆 由于地下洞室的开挖，原地应力状态将受到一定程度的扰动，在洞壁及其一定深度范围形成应力的二次分布和应力集中。应力集中的结果，使得洞壁附近的切向应力有可能超过其临界值，从而产生岩爆。为了计算围岩的切向应力(σ0)，首先需要作一定假设，将隧道的横截面抽象为受两向正应力作用的平面应变模型。两向正应力其中之一为上覆岩石自重作用引起的垂向应力(Sv);其二维水平向正应力(σn)，它是根据实测的原地应力状态(SH、Sh以及SH的方向)利用线弹性理论公式计算得出，其计算公式如下:

89-30-永久煤柱下巷道围岩稳定性及控制技术分析-2016年第3期

巷道支护理论与技术 永久煤柱下巷道围岩稳定性及控制技术分析 孙明磊1，李佳丽 2 （1.华东理工大学，上海200237； 2.中煤煤炭进出口公司，北京100024） ［摘要］以岱河煤矿Ⅳ1专用回风巷变形破坏为研究对象，从煤柱支承压力、围岩强度、现有 支护措施3个方面分析了其破坏影响因素和机理，通过建立FLAC 2D 模拟模型明确了巷道与煤柱边缘 水平距离、巷道支护方式对围岩应力分布的影响。研究了U 型钢、注浆及锚索结构补偿支护3种作用下的巷道弯矩分布、围岩位移等特点，提出了永久煤柱下的巷道在U 型钢基础上应进行注浆加固，再用锚索进行针对性支护结构补偿，形成稳定的共同承载体，有效地控制巷道变形。 ［关键词］ 永久煤柱；围岩稳定性；数值模拟；围岩应力 ［中图分类号］TD353 ［文献标识码］A ［文章编号］1006-6225（2016）01-0059-04Stability and Control Technology of Surrounding Ｒock under Permanent Coal Pillar SUN Ming-lei 1，LI Jia-li 2 （1.East China University of Science ＆Technology ，Shanghai 200237，China ；2.China National Coal Import ＆Export Co.，Ltd.，Beijing 100024，China ） Abstract ：Broken influence elements and mechanism of special return air entry of Daihe coal mine were analyzed ，which included supporting pressure of coal pillar ，surrounding rock strength and supporting way.Detailed numerical modeling of FLAC 2D was conducted to evaluate surrounding rock stress distribution that influence by horizontal distance of roadway to coal pillar edge and supporting way.These papers studied the characters of roadway moment distribution and surrounding rock displacement that influenced by three dif ferent supporting way ，which included U style steel supporting ，grouting reinforcement and compensate supporting with cable ，put for-ward grouting and compensate supporting with cable should be used on the basis of U style steel supporting in roadway under the perma-nent coal pillar ，then stability supporting body would formed ，and roadway deformation could be controlled effectively.Keywords ：permanent coal pillar ；surrounding rock stability ；numerical simulation ；surrounding rock stress ［收稿日期］2015－08－07 ［DOI ］10.13532/https://www.sodocs.net/doc/4317202126.html,11－3677/td.2016.03.016［基金项目］国家自然科学基金项目（51174070）；河北省自然科学基金资助项目（D2013402006） ［作者简介］孙明磊（1984－），男，江苏盐城人，硕士，主要从事矿井地质环境监测和矿井生产信息化建设研究。［引用格式］孙明磊，李佳丽.永久煤柱下巷道围岩稳定性及控制技术分析［J ］．煤矿开采，2016，21（3）：59－62，149. 1工程概述 岱河煤矿Ⅳ1专用回风巷位于Ⅳ1采区轨道上山南侧，巷道埋深430 605.5m 左右，所在层位为粉砂岩，裂隙较发育，较软，含黄铁矿、钙质结 核；中间有0.5m 厚的泥岩夹层，极软，易破碎。Ⅳ1回风巷为Ⅳ1采区专用回风巷道，巷道上方布置有Ⅳ3217和Ⅳ3218工作面，两工作面回采结束后形成的永久煤柱与Ⅳ1专用回风巷斜交。Ⅳ1专用回风巷现有支护方式为29U 型钢棚支护，巷道两帮收敛量较大，棚腿扭曲变形严重，底鼓强烈，虽屡经修复但巷道有效使用断面仍难满足Ⅳ1采区生产要求。2 Ⅳ1专用回风巷变形破坏原因及机理分析研究表明，影响深部巷道围岩变形破坏因素很多，不同巷道其变形破坏原因也有着较大不同。综 合多方面资料与研究，针对岱河煤矿Ⅳ1专用回风 巷具体地质条件，巷道变形破坏因素分析如下： 永久煤柱支承压力影响Ⅳ1专用回风巷与Ⅳ 3217和Ⅳ3218两工作面回采结束后形成的永久煤柱间距较小，巷道处于回采煤柱形成的支承压力升高区。现有地质资料表明，Ⅳ1专用回风巷上方煤 柱形成的支承压力峰值约为原岩应力的3倍左右， 根据巷道平均埋深估算，围岩中的切向应力达到32MPa 以上。巷道上方的高支承压力对巷道稳定产 生较大影响。 巷道围岩强度Ⅳ1专用回风巷所在层位为粉 砂岩，裂隙较发育，且含有0.5m 厚泥岩夹层，膨胀性软岩成分含量较高。在高应力作用下，该类型 围岩极易发生变形破坏。 现有支护措施 Ⅳ1专用回风巷目前使用29U 型钢棚支护，造成其强烈变形的原因主要有： （1）现有支护结构承载性能较差 从Ⅳ1专用 9 5第21卷第3期（总第130期） 2016年6月煤矿开采 COAL MINING TECHNOLOGY Vol.21No.3（Series No.130） June 2016 中国煤炭期刊网 w w w .c h i n a c a j .n e t

保护煤柱留设标准

精品文档 井田边界煤柱：30m 阶段煤柱：斜长为60m若在两阶段留设，则上下阶段各留 30m 井田浅部防水煤柱：斜长为50m 断层煤柱：每侧各为20m 工业广场煤柱：根据工业广场占地面积，按几何作图法确定；斜井井筒保护煤柱：两井中间为30m,两侧各为30m煤层大巷护巷煤柱：对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布 置在开采水平时，两巷水平间距为20m垂距为10m回风大巷上方留斜长为20m 的煤柱采区边界煤柱：20m 采区煤层上山：两巷中间为20m两侧各为20m;区段煤柱：斜长10m 矿井煤柱留设 煤矿开采中，确定合理的煤柱尺寸，其影响因素是煤层所受压力以及煤体强度。通常，煤层埋藏深度和厚度较大、围岩较软时，煤柱承受的压力就较大。煤柱强度主要取决于煤层的物理力学性质，并与煤柱的形状尺寸、巷道的服务年限及巷道支护情况有关。 目前，尚无计算煤柱尺寸的可靠方法，主要依靠现场实际经验确定。 井田边界煤柱：30m 阶段煤柱：斜长为60m若在两阶段留设，则上下阶段各留 30m井田浅部防水煤柱：斜长为50m 断层煤柱：断层煤柱的尺寸取决于断层的断距、性质、含水情况，落差很大的 断层，断层一侧的煤柱宽度不小于 30m落差较大的断层，断层一的煤柱宽度一般为i0~i5m落差较小的断层通常可以不留设断层煤柱。 工业广场煤柱：根据工业广场占地面积，按几何作图法确定；斜井井筒保护煤柱：两井中间为30m，两侧各为30m； 煤层大巷护巷煤柱：对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布置在开采水平时，两巷水平间距为20m垂距为10m回风大巷上方留斜长为20m的煤柱采区边界煤柱：采区边界煤柱的作用是：将两个相邻采区隔开，防止万一发生火灾、水害和瓦斯涌出时相互蔓延；避免从采空区大量漏风，影响正在生产的采区风量。一般取10m 采区煤层上山：两巷中间为 20m两侧各为20m; 区段煤柱：斜长10m 1、采区上（下）山间的煤柱宽度（沿走向）：对薄及中厚煤层为20m 对厚煤层为20?30m工作面停采线至上（下）山的煤柱宽度：对薄 及中厚煤层约为20m对于厚煤层约为30?40m 2、上下山区段平巷之间的煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为8?15m 精品文档

门式钢架结构的稳定性设计研究

门式钢架结构的稳定性设计研究 摘要：在钢架结构中，门式钢架结构具有强度高、重量轻、韧性强、可塑造等特点，可以有效利用有限的空间，在工程建设中广范应用，并逐渐代替以混凝土为主的排架结构。本文将在对门式钢架结构稳定性基本表现阐述的基础上，对其稳定性的设计展开深入探讨。 关键词：门式钢架；结构稳定；设计 1 门式钢架结构稳定性的基本表现 门式钢架结构由柱网、檩条、拉条、撑杆、斜梁、山墙骨架等构成。由于具有明显的稳定性，因此被广泛应用于厂房、超市、库房等的仓储式建筑当中。其稳定性的基本表现如下：相比于外形类似的排架，门式钢架的横梁和立柱是刚性整体连接在一起的，可以承受垂直分布荷载作用下所传递的弯矩，有利于控制横梁跨中的弯矩峰值，而排架横梁和立柱的连接方式是铰接，在均匀分布荷载的作用之下，其跨中弯矩的峰值要大于门式钢架。因此，在钢结构稳定性方面，门式钢架结构的优势更加明显。譬如无铰门式钢架的柱脚和基础固定连接，结构的内力分布较为均匀，只要地基条件符合要求，柱脚产生的轴向压力或者水平剪力等，就能够一起作用在基础之上。因此结构刚度比较大，能够满足良好地基条件下的钢结构稳定性需求。再如两铰门式钢架，其柱脚和基础的连接方式是铰接，无论是竖向荷载作用，还是水平荷载作用，其弯矩受荷能力都远远大于无铰门式钢架。最大的优点是钢架的铰接柱基都不用承受弯矩作用，基础的转角基本对其结构内力不会产生影响。由此可见，门式钢架结构具有明显的稳定性特征，但如何发挥这种结构的稳定性，需要从设计的角度对其构件进行逐个分析。 2 门式钢架结构稳定性的设计研究 门式钢架结构稳定性的设计内容，包括主体钢架结构、支撑结构、屋顶墙体的檩条、拉条、撑杆等的稳定性设计。具体内容如下： 2.1 承重结构稳定性设计 门式钢架结构的承重结构稳定性，与钢架的间距、跨度以及屋面的荷载等因素相关。结构柱距的变化，钢架的用钢量也会随着变化。譬如前者增大以后，后者就会逐渐下降，这说明门式钢架结构的承重稳定性设计，必须设计优化好最佳的柱距。门式钢架的承重结构组成部分是钢架和基础，在连接钢架、墙梁、压型钢板之后与支撑共同完成钢架结构体系的受力。在设计时需根据建筑物的侧向位移和变形限值要求，用门式钢架结构代替传统的排架结构，减少钢架承重结构的用钢量，这样就能够制定出较为合理的承重结构方案。 2.2 支撑结构稳定性设计

深基坑支护设计案例

深基坑支护设计深基坑支护设计 1 1 1 ---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ] ---------------------------------------------------------------------- 排桩支护 ---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 内力计算方法 增量法 规范与规程 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 基坑等级 一级 基坑侧壁重要性系数γ0 1.10 基坑深度H(m) 13.800 嵌固深度(m) 5.200 桩顶标高(m) 0.000 桩截面类型 圆形 └桩直径(m) 0.800 桩间距(m) 1.400 混凝土强度等级 C25 有无冠梁 有 ├冠梁宽度(m) 0.800 ├冠梁高度(m) 0.500

└水平侧向刚度(MN/m) 40.000 放坡级数 0 超载个数 1 支护结构上的水平集中力0 ---------------------------------------------------------------------- [ 超载信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m) 20.0000.000 6.000 2.000------ 1 ---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 土层数 5坑内加固土 否 内侧降水最终深度(m)17.000外侧水位深度(m)17.000内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m)--- 弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法 ---------------------------------------------------------------------- [ 土层参数 ] ---------------------------------------------------------------------- 层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度) 1素填土 1.0018.0--- 5.0010.00 2素填土 3.0018.0---20.0015.00 3细砂11.0019.6---0.0028.00 4粘性土 2.1019.810.023.7012.40 5细砂10.6019.610.0------ 层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(kPa) 140.0---------m法7.50---260.0---------m法25.00---360.0---------m法64.40---460.023.7012.40合算m法35.40---570.00.0028.00分算m法64.40--- ---------------------------------------------------------------------- [ 支锚信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 支锚道数3

影响隧道围岩稳定性因素

B RIDGE&TUNNEL 桥梁隧道 毫无疑问，隧道围岩的稳定性对隧道的正常运营是至关重要的。从许多隧道发生的交通事故中可以知道，隧道围岩的稳定性不仅与岩石的性质、岩体的结构与构造、地下水、岩体的天然应力状态、地质构造等自然因素有关，而且还与隧道的开挖方式及支护的形式和时间等因素有关。但其中起主导作用的还是岩石性质及岩体的结构、岩体的天然应力状态、地质构造、地下水等自然因素。因此了解这些因素对围岩稳定性的影响和机理，才能够客观实际的采取相应的维护隧道围岩稳定的措施。 岩石性质及岩体的结构 围岩的岩石性质和岩体结构通过围岩的强度来影响围岩的稳定性，是影响围岩稳定性的基本因素。从岩性的角度，可以将围岩分为塑性围岩和脆性围岩，塑性围岩主要包括各类粘土质岩石、粘土岩类、破碎松散岩石以及吸水易膨胀的岩石等，通常具有风化速度快，力学强度低以及遇水软化、崩解、膨胀等不良性质，故对隧道围岩的稳定最为不利；脆1性围岩主要各类坚硬体，由于这类岩石本身的强度远高于结构面岩石的强度，故这类围岩2的强度主要取决于岩体的结构，岩性本身的影响不是很显著。从围岩的完整性(围岩完整性可以用岩石质量指标RQD、节理组数J n、节理面粗糙程度J y、节理变质系数Ja、裂隙水降低系数Jw、应力降低系数SRF 八类因素进行定量分析) 角度，可以将围岩分为五级即:完整、较完整、破碎、较破碎、极破碎。如果隧道围岩的整体性质良好、节理裂隙不发育(如脆性围岩) 即围岩为完整或较完整。那么，隧道开挖后，围岩产生的二次应力一般不会使岩体发生破坏， 即使发生破坏，变形的量值也是较少 的。这种情况下，围岩岩性对围岩的稳 定性的影响是很微弱的，即一般是稳定 的，可以不采取支护，能适应各种断面 形状及尺寸的隧道。如果隧道围岩的整 体性质差、强度低，节理裂隙发育或围 岩破碎(如塑性围岩)即围岩为破碎、较 破碎或极破碎，则围岩的二次应力会产 生较大的塑性变形或破坏区域，同时节 理裂隙间的岩层错动会使滑移变形增 大，势必给围岩的稳定带来重大的影 响，不利于隧道洞室稳定;软硬相间的 岩体，由于其中软岩层强度低，有的因 层间错动成为软弱围岩而对围岩的稳定 性不利。 从岩体的结构角度，可将岩体结 构划分为整体块状结构(整体结构和块 状结构) 、层状结构(薄层状结构和厚层 状结构) 、碎裂结构(构镶嵌结构和层状 碎裂结构) 、散体结构(破碎结构和松散 结构) 。松散结构及破碎结构岩体的稳 定性最差;薄层状结构岩体次之;厚层状 块体最好。对于脆性的厚层状和块状岩 体，其强度主要受软弱结构面的分布特 点和较弱夹层的物质成分所控制，结构 面对围岩的影响，不仅取决于结构面 的本身特征，还与结构面的组合关系 及这种组合与临空面的交切关系密切 相关。一般情况下，当结构面的倾角 ≤30°时，就会出现不利于围岩稳定 的分离体，特别是当分离体的尺寸小 于隧道洞跨径时，就有可能向洞内产 生滑移，造成局部失稳;当倾角> 30° 时，将不会出现不利于围岩稳定性的 分离体。而软弱夹层对围岩稳定性的 影响主要取决于它的性状和分布。一 般认为软弱夹层的矿物成分、粗细颗 粒含量、含水量、易溶盐和有机质等 的含量是决定其性质的主要因素，对 不同类型的软弱夹层，这些因素是不 大相同的。由于软弱夹层的抗强度较 低，故不利于隧道围岩的稳定。 围岩岩体的变形和破坏的形式特 点，不仅与岩体内的初始应力状态和隧 道形状有关，而且还与围岩的岩性及岩 体结构有关，但主要的是和围岩的岩性 及结构有关(见表1) 。 岩体的天然应力状态 岩体的天然应力是岩体的自重应 力、构造应力、变异及残余应力在某一 个具体地区以特定方式作用的结果。已 经有大量的实践资料证明，大多数地区 的岩体的天然应力状态是以水平方向为 主的即水平应力通常大于垂直应力。一 般情况下，隧道轴向与水平主应力垂 直，以改善隧道周边的应力状态。但水 平应力很大时，则隧道方向最好与之平 行以保证边墙的稳定性。然而，岩体的 天然应力对隧道的影响主要取决于垂直 于隧道轴向水平应力的大小与天然应 力的比值(ζ) ，它们是围岩内应力重分 布状态的主要因素。例如，圆形隧道， 当ζ= 1 时，围岩中不会出现拉应力集 中，压应力分布也比较均匀，围岩稳定 性最好;当ζ≤1/ 3 时围岩出现拉应力， 压应力集中也较大，对围岩稳定不利。 最大天然主应力的数量级及隧道轴向的 关系，对隧道围岩的变形特征有明显的 影响，因为最大主应力方向围岩破坏的 概率及严重程度比其它方向大。因此， 估算这种应力的大小并设法消除或利用 非常重要的。 地质构造 褶曲和断裂破坏了岩层的完整性 降低了岩体的力学强度，一般来说，岩 分析影响隧道围岩稳定性因素 文/王冠勇 TRANSPOWORLD 2012No.13(Jul) 234

矿井煤柱留设

矿井煤柱留设 煤矿开采中，确定合理的煤柱尺寸，其影响因素是煤层所受压力以及煤体强度。通常，煤层埋藏深度和厚度较大、围岩较软时，煤柱承受的压力就较大。煤柱强度主要取决于煤层的物理力学性质，并与煤柱的形状尺寸、巷道的服务年限及巷道支护情况有关。 目前，尚无计算煤柱尺寸的可靠方法，主要依靠现场实际经验确定。井田边界煤柱：30m； 阶段煤柱：斜长为60m，若在两阶段留设，则上下阶段各留30m；井田浅部防水煤柱：斜长为50m； 断层煤柱：断层煤柱的尺寸取决于断层的断距、性质、含水情况，落差很大的断层，断层一侧的煤柱宽度不小于30m；落差较大的断层，断层一的煤柱宽度一般为10~15m；落差较小的断层通常可以不留设断层煤柱。 工业广场煤柱：根据工业广场占地面积，按几何作图法确定；斜井井筒保护煤柱：两井中间为30m，两侧各为30m； 煤层大巷护巷煤柱：对近水平煤层，运输大巷与回风大巷布置在开采水平时，两巷水平间距为20m，垂距为10m，回风大巷上方留斜长为20m的煤柱 采区边界煤柱：采区边界煤柱的作用是：将两个相邻采区隔开，防止万一发生火灾、水害和瓦斯涌出时相互蔓延；避免从采空区大量漏风，影响正在生产的采区风量。一般取10m； 采区煤层上山：两巷中间为20m，两侧各为20m; 区段煤柱：斜长10m； 1、采区上（下）山间的煤柱宽度（沿走向）：对薄及中厚煤层为20m；对厚煤层为20～30m。工作面停采线至上（下）山的煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为20m；对于厚煤层约为30～40m。 2、上下山区段平巷之间的煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为8～15m。对于厚煤层约为30m。 3、运输大巷一侧煤柱宽度：对薄及中厚煤层约为20～30m；对于厚煤层约为25～50m。 4、回风大巷一侧煤柱宽度：对于薄及中厚煤层约为20m；对于厚煤层约为20～30m。 5、采区边界两个采区之间的煤柱宽度为10m。 6、断层一侧煤柱宽度根据断层落差及含水等具体情况而定：落差大且含水时留30～50m；落差较大留10～15m；采区内落差小的断层通常不留煤柱。应当指出：大巷布置在较坚硬的岩层中，或大巷距煤层垂距在20m以上时，一般不受采动影响，其上方不留设护巷煤柱。 采区内留设的煤柱可以回收一部分，如区段隔离煤柱、上（下）山之间及其两侧的煤柱等。

(完整word版)深基坑支护设计计算书详解

苏州新港（扬州）置业有限公司 名泽园地下室 基坑支护设计计算书 （设计编号：勘2014-92） 批准： 审核： 校对： 设计： 扬州大学工程设计研究院 2014.12.18

东侧放坡(4.2m～5.1m) ---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ] ---------------------------------------------------------------------- 天然放坡支护 ---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 规范与规程《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012支护结构安全等级三级 支护结构重要性系数γ00.90 基坑深度H(m) 5.100 放坡级数2 超载个数1 ---------------------------------------------------------------------- [ 放坡信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数 10.500 2.5000.750 2 1.000 2.6000.750 ---------------------------------------------------------------------- [ 超载信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m) 120.000---------------

保护煤柱留设标准

井田边界煤柱:30m; 阶段煤柱:斜长为60m,若在两阶段留设,则上下阶段各留 30m; 井田浅部防水煤柱:斜长为50m; 断层煤柱:每侧各为20m; 工业广场煤柱:根据工业广场占地面积,按几何作图法确定; 斜井井筒保护煤柱:两井中间为30m,两侧各为30m; 煤层大巷护巷煤柱:对近水平煤层,运输大巷与回风大巷布 置在开采水平时,两巷水平间距为20m,垂距为10m,回风大巷上方留斜长为20m 的煤柱 采区边界煤柱:20m; 采区煤层上山:两巷中间为20m,两侧各为20m; 区段煤柱:斜长10m; 矿井煤柱留设 煤矿开采中,确定合理的煤柱尺寸,其影响因素就是煤层所受压力以及煤体强度。通常,煤层埋藏深度与厚度较大、围岩较软时,煤柱承受的压力就较大。煤柱强度主要取决于煤层的物理力学性质,并与煤柱的形状尺寸、巷道的服务年限及巷道支护情况有关。 目前,尚无计算煤柱尺寸的可靠方法,主要依靠现场实际经验确定。 井田边界煤柱:30m; 阶段煤柱:斜长为60m,若在两阶段留设,则上下阶段各留30m; 井田浅部防水煤柱:斜长为50m; 断层煤柱:断层煤柱的尺寸取决于断层的断距、性质、含水情况,落差很大的断层,断层一侧的煤柱宽度不小于30m;落差较大的断层,断层一的煤柱宽度一般为10~15m;落差较小的断层通常可以不留设断层煤柱。 工业广场煤柱:根据工业广场占地面积,按几何作图法确定; 斜井井筒保护煤柱:两井中间为30m,两侧各为30m; 煤层大巷护巷煤柱:对近水平煤层,运输大巷与回风大巷布置在开采水平时,两巷水平间距为20m,垂距为10m,回风大巷上方留斜长为20m的煤柱 采区边界煤柱:采区边界煤柱的作用就是:将两个相邻采区隔开,防止万一发生火灾、水害与瓦斯涌出时相互蔓延;避免从采空区大量漏风,影响正在生产的采区风量。一般取10m; 采区煤层上山:两巷中间为20m,两侧各为20m; 区段煤柱:斜长10m; 1、采区上(下)山间的煤柱宽度(沿走向):对薄及中厚煤层为20m;对厚煤层为20～30m。工作面停采线至上(下)山的煤柱宽度:对薄及中厚煤层约为20m;对于厚煤层约为30～40m。 2、上下山区段平巷之间的煤柱宽度:对薄及中厚煤层约为8～15m。

建筑工程中钢结构稳定设计的重要性

建筑工程中钢结构稳定设计的重要性 建筑工程中钢结构稳定设计的重要性 摘要：下文主要依据笔者从事设计工作的多年工作实践经验，针对钢结构设计中容易出现的稳定的问题进行了阐述，仅供同行参考。 关键词：概念；设计原则； 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 改革开放以来，我国的现代城市化建设在快速的发展，钢结构设计在城市建设中也越来越重要。现如今，钢结构中的失稳事故大都是由于对结构及构件的稳定性能出现问题造成的，稳定性是钢结构计算中的一个重要环节。在各种类型的钢结构中，都会遇到稳定问题。对结构稳定缺少明确概念，造成一般性结构设计中不应有的薄弱环节。本文针对这些问题提出了在设计中应该明确在钢结构稳定设计中的一些基本概念。只有这样我们在设计中才能更好处理钢结构稳定问题。 1 钢结构稳定设计的基本概念 1.1 钢结构的强度与稳定 强度问题是指结构或者单个构件在稳定平衡状态下由荷载所引起地最大应力是否超过建筑材料的极限强度，因此是一个应力问题。极限强度的取值取决于材料的特性，对混凝土等脆性材料，可取它的最大强度，对钢材则常取它的屈服点。 稳定问题则与强度问题不同，它主要是指外荷载与结构内部抵抗力间的不稳定平衡状态，即变形开始急剧增长的状态，从而设法避免进入该状态，因此，它是一个变形问题。轴压柱，由于失稳，侧向挠度使柱中增加数量很大的弯矩，因而柱子的破坏荷载可以远远低于它的轴压强度。显然，轴压强度不是柱子破坏的主要原因。 1.2 钢结构的失稳 1.2.1 受弯构件中梁在最大刚度平面内受弯的梁远在钢材到达屈服强度前就可能因出现水平位移而扭曲破坏，梁的这种破坏被称之

为整体失稳。 1.2.2 受弯构件中组合梁大多是选用高而薄的腹板来增大截面 的惯性矩与底抗矩，同时也多选用宽而薄的翼缘来提高梁的稳定性，如钢板过薄，梁腹板的高厚比或是翼缘的宽厚比大到一定的程度时，腹板或受压翼缘在没有达到强度限值就发生波浪形的屈曲，使梁失去了局部稳定。它是使钢结构早期破坏的因素。 1.2.3 受力构件中，截面塑性发展到一定程度构件突然而被压坏，压弯构件失去稳定。而压弯构件的计算则要同时考虑平面内的稳定性与平面外的稳定性。结构失稳的问题十分重要，设计为轴心受压的构件，实际上总不免有一点初弯曲，荷载的作用点也难免有偏心。因此，我们要真正掌握这种构件的性能，就必须了解缺陷对它的影响，其他构件也都有个缺陷影响问题。 2 钢结构设计的原则 为更好地保证钢结构稳定设计中构件不会丧失稳定出了以下原则。 2.1 结构整体布置必须考虑整个体系以及组成部分的稳定性要求,结构大多数是按照平面体系来设计的，如桁架和框架都是如此。保证这些平面结构不致出平面失稳，需要从结构整体布置来解决，亦即设计必要的支撑构件。这就是说，平面结构构件的出平面稳定计算必须和结构布置相一致。 2.2 结构计算简图和实用计算方法所依据的简图相一致，这对框架结构的稳定计算十分重要。在采用这种方法时，计算框架柱稳定时用到的柱计算长度系数，自应通过框架整体稳定分析得出，才能使柱稳定计算等效于框架稳定计算。 2.3 设计结构的细部构造和构件的稳定计算必须相互配合，使二者有一致性。结构计算和构造设计相符合，要求传递弯矩和不传递弯矩的节点连接，应分别赋与它足够的刚度和柔度。但是，当涉及稳定性能时，构造上时常有不同于强度的要求或特殊考虑。例如，简支梁就抗弯强度来说，对不动铰支座的要求仅仅是阻止位移，同时允许在平面内转动。然而在处理梁整体稳定时上述要求就不够了。支座还需能够阻止梁绕纵轴扭转，同时允许梁在水平平面内转动和梁端截面

深基坑支护设计计算书

嘉荷银座深基坑支护设计计算书 工程概况 嘉荷银座工程，地上17层，地下1层，框架剪力墙结构，地下室为整体筏板基础，深基坑开挖至地下 5.8m，基坑开挖支 护平面如图，工程地质情况如表所示，冬季施工不考虑地下水位的影响。 各土层主要物理，力学指标值 基坑形状如图: 39400 32000 地质情况 根据现场勘察资料，拟建场区地形基本平坦，本工程所涉及的地层从上至下分述如下： 1、杂填土：地表2.7m厚 2、粉质砂土:1.7m厚 3、粘土层：1.4m厚

4、其中地下水位在自然地坪下12n处一CFG桩设计1.计算主动土压力强度： 计算第一层土的土压力强度；层顶处和层底处分别为： 二a。= ' i z tan 2(45 - 1/ 2) 二0 匚ai = i h i tan 2(45 一:i / 2 ) 2 O 0 =i5 .5 2 tan 2(45 - i6 / 2 ) =i7 .6 KPa 第二层土的土压力 强度层顶处和层底处分别为： r仃i h i tan2(45 - 2/2)- 2ctan(45 - 2/2) — 15.5 2 tan 2(45 - 17 .2 /2) - 2 10

tan( 45 - 17 .2 /2) =1 .94 KPa 二 2 =(恂2h2)tan2(45 - 2/2)- 2c?tan(45 - 2/2) = (15.5 2 18.5 3) tan2(45 -17.2/2)-2 10 tan(45 -17.2 /2) 二31.9KPa 第三层土的土压力强度层顶处和层底处分别为： -^(忤2h2)tan2(45 - 3/2) - 2c s tan(45 - 3/2) = (15.5 2 18.5 3) tan2(45 - 21/2)-2 12 tan( 45-21/2) = 24.1KPa 「日3=(巾1 2h2 3h3)tan2(45 - 3/2)- .2. 2c3tan(45 - 3/2) o O -(15.5 2 18.5 3 20.5 3) tan 2(45 - 21 /2)- 2 12 tan(45 - 21 /2) 二53 KPa 计算被动土压力强度： 5 二3h3tan2(45 - 3/2)2c3tan(45 3/2) 二20.5 3 tan2(45 - 21 /2) 2 12 tan(45 21 /2) 二36KPa 二p2 3h d tan 2(45 - 3/2) 2c3 tan( 45 3/2) =20 .5 3 tan 2(45 - 21 /2) 2 12 tan( 45 21 /2) =36 43 .1h d 3.计算嵌固深度： A.基坑底面以下，支护结构设定弯矩零点位置至基坑底面的距h cl

区段煤柱稳定性分析

4.2区段煤柱稳定性分析 1 刀柱煤柱的弹塑性变形区分析 我国对煤柱的稳定性进行分析时,应用最多的是英国学者 A.H.威尔逊(Wilson,1972)的煤柱设计公式.由于该理论是建立在三向强度特性的基础上,克服了其他方法的缺陷,因而更加实用和可靠. A.H.威尔逊于1972年提出了两区约束理论,如图1所示 通过对刀柱煤柱加载试验,发现在加载的过程中煤柱的应力是变化的, 从煤柱应力峰值σ1到煤柱边界这一区段,煤体应力超过了煤体的屈服点,并且向采空区有一定量的流动,这个区域为屈服区,其宽度用Y表示,在高应力作用下,靠近采空区侧应力低于原岩应力的部分称为破裂区.屈服区向里的煤体变形较小,煤体应力没有超过煤体的屈服点,基本上符合弹性法则,这个区域被屈服区所包围,并受屈服区的约束,处于三轴应力状态,为煤柱核区,该区在尺寸较大时,弹性核区内有一部分核区的应力为原岩应力,这部分核区为原岩应力区. A.H.威尔逊通过实验得出了屈服区宽度Y与采深H和采厚M之间的关系为： Y=0.00492MH 由图2所示的三向应力状态下的极限平衡条件可知,在三向应力状态下应有式(2-5)和(2-6):

在煤柱的边缘,煤柱的侧向应力σ3=0,屈服区侧向应力σ3由外向里逐渐增大,至与煤柱核区交界处时σ3的值为最大, σ3恢复到开采前的原岩自重应力σ3=γh.一旦煤柱核区内部的应力达到峰值应力,则核区弹性状态就会逐渐消失,煤柱必将失去其稳定性.将σ3代入式(2-6)得到式(2-7): h—开采深度,m. 窑煤矿11#、12#层及其顶底板岩石物理力学参数，并结合11#煤层赋存情况可知，11#煤层平均开采厚度为4.02m，开采深度为235m，11号煤层的内摩擦角φ为31°，粘聚力c 为1.19MPa，覆岩的容重γ为0.025MN/m3.把相关数据代入式（2-7）得：σ1=22.56MPa 则煤柱核区交界处受到的最大主应力为22.56MPa。 2 刀柱煤柱承受载荷的计算 2.1 刀柱煤柱所能承受的极限载荷 对于11#煤层的煤柱而言，由于其长度远大于宽度，故可将其视为平面问题，因而可以忽略煤柱前后两端的边缘效应，如图3所示。

详解深基坑支护的设计步骤

详解深基坑支护的设计步骤深基坑支护是工程中经常遇到的，而深基坑支护也是事故常发的工程，国家多次出台相关文件加强相关设计图纸和施工过程的审查和监管，足见其重要性和重大性。为了做好深基坑支护的设计，我们需要严格按照以下步骤进行相关工作。 一、设计前的准备工作 1、收集相关资料 接到一项设计任务后，首先就是要收集相关资料，包括场地现状地形图、地质勘察报告、建筑总平面图、地下室平面（剖面）图、建筑基础及基础底板结构图，周边若有建（构）筑物或地下管线的还要收集场地周边建（构）筑物的地基基础图纸（包括基础形式、埋深、平面布置等）和地下管线的图纸。必要时需要甲方提供物探图。 收集到上述资料后，应认真理解、消化有关图纸，并做好以下几件事情： （1）确定基坑底开挖标高，初步了解基坑各侧的开挖深度； （2）重点关注地下室外墙与场地红线的相对位置关系，以确定有无放坡空间的可能； （3）阅读地质勘察报告，掌握整个场地大致地质分布情况，重点关注有无砂（砾）层、软弱土层及基岩深度，若有砂（砾）层、软弱土层等，查看其土层描述及标贯击数情况，初步掌握其岩土力学性质。

（4）根据管线资料，了解管线分布情况，尤其分布在1.5~2.0倍坑深范围内的管线分布情况。 2、踏勘现场 踏勘现场是进行基坑工程设计很重要的一步现场工作，很多年轻的同志不以为然，认为坐在办公室看场地地形图就可以了，其实这是错误的。只有亲自踏勘现场，才能充分了解现场情况，做到了然于胸，在后面确定支护设计方案时才能抓住重点，做到有的放矢。那么踏勘现场时要注意哪些方面呢： （1）前面通过资料收集已初步掌握场地红线的与地下室外墙的距离管线，踏勘现场时应重点关注，现场确认有无放坡的可能以及放坡的大概坡率及空间。 （2）沿着场地红线察看一周，看周边建（构）筑物的情况以及与红线的大致位置关系，增加感性认识，察看时应重点关注周边建（构）筑物的结构形式（是框架结构还是砖砌结构、楼层高度）、建筑物墙体有无旧裂缝、建筑物现在的使用情况及周边地面有无裂缝、下沉等现象，同时察看周边地下管线情况，看看还有没有其它遗漏的重要管线，有的话应及时通知业主进行补测。察看时不仅做好相应记录还要拍摄照片作为留底依据，有条件的话可摄像作为留底依据。 （3）现场踏勘时还应查看场地地形情况，看看现场实际地形与业主提供的地形图是否吻合，如有出入应做好标记同时通知业主进行地形修测。