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简答题试述采用荷载－结构模式进行支护结构设计时的计算方法。
  • 采用荷载－结构模式进行支护结构设计时的计算方法有：
    （1）假定抗力区范围及抗力分布规律法（简称“假定抗力图形法”）：假定衬砌结构周边抗力分布的范围及抗力区各点抗力变化的图形，只要知道某一特定点的弹性抗力，就可求出其它各点的弹性抗力值。这样，在求出作用在衬砌结构上的荷载后，其内力分析也就变成了通常的超静定结构问题。这种方法适用于曲墙式衬砌和直墙式衬砌的拱圈计算。
    （2）弹性地基梁法：这种方法是将衬砌结构看成置于弹性地基上的曲梁或直梁。弹性地基上抗力按温克尔假定的局部变形理论求解。当曲墙的曲率是常数或为直墙时，可采用初参数法求解结构内力。一般直墙式衬砌的直边墙利用此法求解。直墙式衬砌的拱圈和边墙分开计算。拱圈为一个弹性固定在边墙顶上的无铰平拱，边墙为一个置于弹性地基上的直梁，计算时先根据其换算长度，确定是长梁、短梁或刚性梁，然后按照初参数方法来计算墙顶截面的位移及边墙各截面的内力值。
    （3）弹性支承法：弹性支承法的基本特点是将衬砌结构离散为有限个杆系单元体，将弹性抗力作用范围内（一般先假定拱顶90℃～120℃范围为脱离区）的连续围岩，离散成若干条彼此互不相关的矩形岩柱，矩形岩柱的一个边长是衬砌的纵向计算宽度，通常取为单位长度，另一边长是两个相邻的衬砌单元的长度之半的和。为了便于计算，用一些具有一定弹性的支承来代替岩柱，并以铰接的方式支承在衬砌单元之间的节点上，它不承受弯矩，只承受轴力。弹性支承的设置方向，当衬砌与围岩之间不仅能传递法向力且能传递剪切力时，则在法向和切向各设置一个弹性支承。如衬砌与围岩之间只能传递法向力时，则沿衬砌轴线设置一个法向弹性支承。但为了简化计算工作，可将弹性支承由法向设置改为水平方向设置。对于弹性固定的边墙底部可用一个即能约束水平位移，又能产生转动和垂直位移的弹性支座来模拟。将主动围岩压力简化为节点荷载，衬砌结构的内力计算，可采用矩阵力法或矩阵位移法，编制程序进行分析计算。

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