彭岩岩，樊 啸，邓浩翔，陶志刚，张晓云

(1.绍兴文理学院 土木工程学院，浙江 绍兴 312000；2.浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室，浙江 绍兴 312000；3 中国矿业大学(北京) 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，北京 100083)

巷道支护结构主要依靠围岩与衬砌的共同作用，衬砌整体通过拱脚连接并支承下部基岩，围岩既承担巷道支护应力，也是巷道支护的对象，与衬砌发生共同变形，达到应力重分布直至新的平衡[1]，且具有承载能力。在对巷道进行衬砌内力计算时，不仅要考虑巷道上部岩体压力，由于两帮边墙、拱圈与围岩紧密接触，巷道在发生形变时，围岩会产生弹性抵抗力[2-8]，拱脚作为连接构件不可避免地会影响到巷道整体形变的趋势，拱脚计算理论的重要性不言而喻。

目前国内外学者对拱脚支护结构应力分析的传统计算理论在不同地质条件、支护方式下计算精度出现明显差异，多从数值模拟的角度出发，对巷道衬砌拱脚理论的研究多从不同地基梁理论、不同材料性质的基础上进行联合分析，对巷道衬砌结构的基本计算模型并不适应于围岩力学水平较低、初期衬砌厚度较薄的情况。由此，本文基于活动铰计算模型，采用理论推导与数值模拟相结合的方式，研究在巷道衬砌截面厚度较薄、围岩强度级别较低的情况下衬砌结构的内力随上述变量的演变规律，对巷道衬砌结构内力的分析与对初期支护稳定性的判定具有重要意义。

1 活动铰计算原理

现阶段在计算拱脚应力时，传统方法认为拱圈是拱脚为与两帮边墙弹性固结的无铰拱[9]。……