1围岩压力计算
深埋和浅埋情况下围岩压力的计算方式不同，深埋和浅埋的分界按荷载等效高度值，并结合地质条件、施工方法等因素综合判断。

按等效荷载高度计算公式
如下：H
P =（2~2.5）
q
h
式中: H
p
——隧道深浅埋的分界高度；
h
q ——等效荷载高度，
q
h=
q
γ
；
q——垂直均布压力(kN/m2)；
γ——围岩垂直重度（kN/m3)。

二次衬砌承受围岩压力的百分比按下表取值：
表4.1 复合式衬砌初期支护与二次衬砌的支护承载比例
1.1 浅埋隧道围岩压力的计算方法
隧道的埋深H大于hq而小于Hp时，垂直压力
Q
B B
t t
q
H
==γH(1-λθ)
浅
浅
tan。

表4.3 各级围岩的θ值及
φ值
2(tan 1)tan tan tan c c
c ϕ+ϕβϕ+ϕ-θ
c tan =tan
侧压力系数()tan tan tan tan tan tan tan tan c
c c β-ϕλ=
β1+βϕ-θ+ϕθ
⎡⎤⎣⎦
作用在支护结构两侧的水平侧压力为：e 1=γh λ ； e 2=γ(h+Ht)λ 侧压力视为均布压力时：
Ⅴ级围岩的等效荷载高度hq=0.45×24
×[1+0.1×(10-5)]=10.8m Hp=2.5hq=27m,H<Hq,故为浅埋。

取φ0=45°，θ=0.6φ0=27°，h=20m ，tan β=3.02,λ=0.224,tan θ=0.51, 计算简图：
()21
2
+1e =
e e
垂直压力q=19×20(1-0.224×20×0.51/10)=293.18KN/m Pg=πdγ=π×0.4×25=31.4KN/m
地基反力P=324.58KN/m
e1=γhλ=19×20×0.224=85.12
e2=γ(h+Ht)λ=19×(20+8.17)×0.224=119.89
水平均布松动压力e=(e1+e2)/2=102.51KN/m
Ⅴ级围岩二衬按承受50%围岩压力进行计算，则
垂直压力为q×50%=146.59KN/m
地基反力为P×50%=162.29KN/m
水平压力为e×50%=51.255KN/m
2衬砌结构内力计算
表4.7 等效节点荷载
表4.8 轴力、剪力、弯矩详细数据
52 -8.90E+ 9
53 -8.98E+05 9154.2 21159
54 -8.99E+05 -3292.6 17015
内力图分析
（1）轴力：由ANSYS建模分析围岩衬砌内力得出轴力图如图，最大轴力出现在仰拱段，其值为626.383kN。

轴力图
（2）弯矩：由ANSYS建模分析围岩衬砌内力得出弯矩图如图，最大正弯矩出现在变截面段，其值为169.101kN·m，最大负弯矩出现在拱顶，其值为
-92.913kN·m。

弯矩图
（3）剪力：由ANSYS建模分析围岩衬砌内力得出剪力图如图，最大剪力出现在仰拱段，其值为320.088kN。

剪力图
变形图
3.Ⅴ级围岩需要进行配筋计算
（1）截面设计
计算轴力：KN=2×626380=1252.76KN 计算弯矩：KM=2×92913=185.826KN/m ξb =0.55,
C25混凝土，轴心受压强度设计值为：f cd =11.9Mpa ； HRB335级钢筋，抗拉强度设计值为：f sd =f sd ＇=300Mpa ； e=m/n=0.148
长细比l 0/h=1.5,按短柱计算，偏心距增大系数η取1， h 0=h-a s =400-50=350mm ① 判别大小偏心受压
,1053.016820148,
148000mm h mm e e e mm e a i =≥=+=+==
属于大偏心受压，
202
011510)
'(')
5.01('mm a h f bh f Ne A A s y c s s =-⨯--==ξξα
选取5φ20，As=15702
mm
垂直弯矩作用平面内的受压承载力： Nu=0.9φ(f cd As+fsd ＇As ＇) =0.9x(11.9x400000+300x1572) =4708.44KN>N(=1252.76KN) 满足要求
4. 截面强度验算
按荷载-结构模型进行设计时，最后要作截面验算。

现行《铁路隧道设计规范》规定隧道结构计算分为“概率极限状态法设计”和“破损阶段法和容许应力法设计”两种形式。

对一般地区单线隧道整体式衬砌及洞门、单线隧道偏压衬砌及洞门、单线拱形明洞及洞门结构可采用概率极限状态法设计，也可以采用破损阶段法设计。

其他隧道结构则要求采用破损阶段法或容许应力法。

对混凝土矩形构件，当e>0.2h 时，由抗压强度控制承载能力，不必检算抗裂；当e ≤0.2h 时，由抗拉强度控制承载能力，不必检算抗压。

隧道结构截面抗压强度按下式计算：
bd R KN a ϕα≤
式中 K-安全系数 N-轴向力（MN ）
Ra-混凝土或砌体的抗压极限强度（MPa ） α-轴心偏心影响系数 ϕ-构件纵向弯曲系数
b-结构的纵向计算宽度（取1m ） d-截面厚度
从抗裂要求出发，混凝土矩形截面偏心受压构件的抗拉强度按下式计算： KN(6e-d)≤1.75φR 1bd 2 式中 R1-混凝土的抗拉极限强度
表4.4 混凝土和砌体结构的强度安全系数
强度验算：
M/Nmax=5056.4/2081400=0.0024
M/Nmin=92913/626380=0.1483
0.2d=0.08
1，选取第①种情况：e<0.2d=0.08进行抗压强度控制验算
KN≤φαR a bd
α=1-1.5（e/d）=0.991
KN=2×2081400=4162800N
φαR a bd=1×0.991×16.7×10^6×1×0.4=6619880N
得KN≤φαR a bd，满足要求
2，选第②种情况：e>0.2d=0.08
进行抗拉强度控制验算
KN(6e-d)≤1.75φR1bd2
KN(6e-d)=3×626380×（6×0.1483-0.4）=920402N
.
1.75φR1bd2=1.75×1×1.78×1×0.42×10^6=498400N
得KN(6e-d)>1.75φR1bd2，不满足要求
'.。