3.6 Расчет толщины стенки железобетонного тоннеля

Минимальный внутренний диаметр тоннеля:

Dт=1,2·Dк = 1,2·530=636мм,

где Dк – наружный диаметр защитного кожуха, толщина стенки кожуха 10 мм.

Принимаем Dт = 650мм. При минимально возможной толщине стенки в 200 мм наружный диаметр определиться как :

Dт,н=650+2·200=1050мм.

Ширина свода естественного обрушения грунта над тоннелем:

где φгр – угол внутреннего трения грунта. Для песка гравелистого φгр=40º.

Высота свода обрушения:

где fкр – коэффициент крепости породы.

Расчетная вертикальная нагрузка от действия грунта:

где nгр - коэффициент надежности по нагрузке от веса грунта,

γгр – удельный вес грунта.

Радиус тоннеля внешний:

rт=0,5Dт.н.=0,5·1,05=0,525 м.

Расчетная величина бокового давления грунта:

,

Расчетное поперечное сжимающее усилие, отнесенное к единице длины:

Расчетный изгибающий момент, отнесенный к единице длины:

где c – коэффициент, учитывающий всестороннее сжатие футляра.

Расчетное сопротивление материала обделки тоннеля по СНиП 2.03.01-84* для бетона марки В60 при работе на растяжение принимаем R2=1,65МПа.

Толщина стенки бетонного тоннеля

Рекомендуемая минимальная толщина стенки железобетонных тоннелей δт,гост = 0,2 м. Так как минимальная толщина больше, чем расчетная, принимаем толщину стенки тоннеля δт = 0,2 м = 200 мм.

Рисунок 3.2 Схема к расчету железобетонного тоннеля на прочность

_{М и N –момент и усилия соответственно;}

_{qгр. б и qгр. в – боковое и вертикальное давление грунта соответственно;}

_{Dф,ф – диаметр, толщина стенки железобетонного тоннеля соответственно;}

_{hсв и В – высота и ширина свода грунта.}