3.2.2 荷载计算

（1）隧道外围荷载标准值计算

1）隧道结构自重。

g=γ_ch=25.0kN/m3×0.35m=8.75kN/m2

其中，γ_c为钢筋混凝土容重，γ_c=25.0kN/m3；h为管片厚度，h=0.35m。

2）竖向均布地层荷载。

① 竖向地层荷载。若按一般公式

注：地下水位以下土层采用浮容重=γ₁-10（kN/m3）。

由于H=（1.5+1.0+3.5+7.455-0.35/2）m=13.28m＞D=6.2m，属于深埋隧道。应按太沙基公式或普氏公式计算竖向土压力。

a. 太沙基公式。

b. 普氏公式。

考虑到H与2D接近，取竖向土压力q₁=116.19kN/m2进行计算。

② 地面超载。

q ₂=20kN/m2

③ 近似均布拱背土压力。

综上可得，均布地层荷载q：

q=q₁+q₂+q₃=（116.19+20+5.07）kN/m2=141.26kN/m2

（2）均布水平地层荷载

式中 q——竖向土压力（kN/m2）；

γ、φ、c——衬砌圆环侧向各层土层土壤的重度、内摩擦角、内聚力的加权平均值，按下式计算

（3）按三角形分布的水平地层压力

（4）拱底反力

，与拱背土压力对应则，p_R=q+πg+0.2146R_Hγ-

（5）侧向土层抗力 按温克尔局部变形理论计算，抗力图形呈等腰三角形，抗力范围按与水平直径上、下呈45°考虑。

衬砌圆环抗弯刚度

衬砌圆环抗弯刚度的折减系数取η=0.3

衬砌圆环在水平直径处的变形量y：

取p_k=p_kmax+p_kmin=（112.36-46.541）kPa=65.819kPa

（6）水压力 隧道圆环水压力按静水压力计算：

作用于衬砌拱部的垂直水压力p_w1

p _w1=γ_wH_w=10×12.780kN/m2=127.80kN/m2

作用于衬砌底部的垂直水压力p_w2

作用于衬砌拱部的水平水压力q_w1

作用于衬砌底部的水平水压力q_w2

圆环外围荷载示意图见图3-22。