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电梯用于高层建筑物中。

 

所以(8-45)

 

依据钢衬、混凝土衬圈和围岩径向位移有必要相容的条件，有

 

将各表达式代入化简，并思考r2≈r1，可得(8-46)(8-47)

 

因此能够得出钢衬应力的核算公式，或在给定钢管构件抗力限值的状况下，求管壁厚度的核算公式：(8-48)(8-49)

 

三、影响钢衬应力的要素

 

对钢衬应力影响对比大的是岩体特性和初始缝隙。

 

1．围岩单位抗力系数K0的影响

 

首要看一下单位抗力系数K0的影响程度。设有一地下埋管，其r1=200cm，δ＝1.2cm、P＝2MPa，Δ＝0时，K0分别等于0(围岩无抗力)及40MPa/cm，则钢衬应力由333MPa降为85.5MPa。可见K0值是很首要的。

 

但是工程计划中很难精确地选择K0值。由于岩体中常存在对比软弱的节理和裂隙，所以岩体自身并不是线弹性各向同性体，在实验室中也无法精确地判定岩体的参数，所以岩体的参数只要靠大计划现场实验或工程阅历判定。但一方面现场实验本钱高，其他隧洞线路较长，各有些的参数不尽相同，且实验探洞的部位以及荷载大小等都对作用有影响，所以选用核算参数时要十分慎重。

 

 

 

但是工程方案中很难精确地选择K0值。由于岩体中常存在对比软弱的节理和裂隙，所以岩体自身并不是线弹性各向同性体，在实验室中也无法精确地判定岩体的参数，所以岩体的参数只要靠大方案现场实验或工程阅历判定。但一方面现场实验本钱高，其他隧洞线路较长，各有些的参数不尽相同，且实验探洞的部位以及荷载大小等都对作用有影响，所以选用核算参数时要非常慎重。

 

 

 

在判定了岩体的弹性模量Er和泊松比μr后，能够由下式核算单位抗力系数K0(8-50)

 

2．初始缝隙值Δ对钢衬应力的影响

 

初始缝隙值Δ对钢衬应力的影响也可由下面的算例看出，设r1=200cm，δ＝1.2cm、P＝2MPa，K0＝40MPa/cm，则Δ由0变为1mm时，钢衬应力由85.5MPa添加到171MPa。

 

初始缝隙值Δ的改动很大，影响其大小的要素许多，也恰当杂乱，不易精确判定。初始缝隙首要由以下几种缝隙构成：

 

(1)施工缝隙Δ0：回填的混凝土在凝聚过程中开释的水化热使钢衬胀大，混凝土凝聚往后温度康复正常，混凝土和钢衬均发生缩短，在钢衬和混凝土以及混凝土与岩石之间构成缝隙。

 

施工缝隙的巨细与混凝土的缩短和施工质量有很大联络，各工程和钢管的不相同部位也都不相同。平洞和斜度较小的斜井在浇筑混凝土时，钢管两端易于平仓振捣，回填混凝土的质量较易保证；而顶、底拱部位易于构成较大空位，故施工缝隙沿管周的散布是不均匀的。减小施工缝隙的有用方法是行进混凝土垫层的浇筑质量和进行回填及接缝灌浆。一般情况下，假定管外的混凝土填筑质量极好，并进行了仔细的接缝灌浆，则Δ0可取0.2mm。

 

(2)岩石的塑性蠕变缝隙Δrc。岩石不是完全弹性体，在长时间重复荷载作用下，有有些变形在卸荷后不能恢复，构成剩下变形，且在必定时间内会逐渐增大，其原因是岩体的节理和裂隙在加荷后闭合而卸荷后不能完全恢复，这种剩下变形称为塑性蠕变缝隙。塑性蠕变缝隙的巨细与岩体的破碎程度有关。无缺岩体的剩下变形很小。例如，我国某电站埋管，围岩较好，建成后5年以内实测的钢衬应力根柢没有改动。关于较破碎的岩体进行固结灌浆，封堵节理和裂隙，能有用地减小岩体的剩下变形。

 

日本东川电站的现场试验研讨标明，岩体的剩下变形和弹性变形存在超卓的有关联络，剩下变形可用与弹性变形的比值βr标明，即(8-51)

 

该电站实测的βr=0.3～0.6。

 

(3)温度缩短缝隙。钢管通水后，因水温较低，钢管和围岩冷却缩短，与混凝土垫层间构成缝隙。在埋管水压试验的稳压期间，在必定时间以内钢衬应力会随时间逐渐增大，便是因为钢衬和围岩因热交换逐渐冷却的作用。钢衬的径向温降缩短可用下式核算

 

式中，和分别为钢材的线胀系数和泊松比，为钢衬充水前后的温差。

 

假定施工时节选择不妥，Δst可以抵达恰当数值。

 

围岩破碎区和开裂的混凝土衬圈，温降后缝隙值增加。其径向变位为

 

式中，和分别为围岩的线胀系数和岩壁充水前后的温差，为围岩破碎区影响系数，可按表8-6查取。

 

实习核算中，总缝隙值取上述三种缝隙之和：Δ=Δ0+Δst+Δrc(8-52)

 

但在实习核算中，因为岩性对比凌乱，围岩和混凝土衬圈缩短导致的缝隙值难以准确判定，且数值不大，一般可以不计。

 

四、地下埋管的抗外压安稳分析

 

地下埋管的钢衬也存在外压作用下失稳的疑问。国内外地下埋管发作的事端中，钢衬损坏大多是因为受外压失稳构成的。这是因为地下埋管是一种薄壳构造，承受内压的潜在才调恰当高，而其抵挡外压的才调较低，但管道放空时所受外压力的值或许远高于大气压力。

 

(一)钢衬的外压荷载

(零五)