地下建筑结构-第三讲

第三讲地下工程程的两种种计算理理论1荷载载-结构构法（实实用阶段段：朗肯肯、库伦伦土压力力）2地层层-结构构法（理理论阶段段：有限限元法）），发展展趋势（一）经经典土压压力理论论1静止止土压力力（一）经经典土压压力理论论1库伦伦土压力力理论（1）基基本假假定P13（一）经经典土压压力理论论1库伦伦土压力力理论（2）计计算推推导过程程（一）经经典土压压力理论论1库伦伦土压力力理论（3）粘粘性土土中等效效内摩擦擦角（（a））经验：：c每增增加10kPa，内摩摩擦角可可提高3~7度度，平均均5度。。（一）经经典土压压力理论论1库伦伦土压力力理论（3）粘粘性土土中等效效内摩擦擦角（（b）抗抗剪强度度相等：：（一）经经典土压压力理论论1库伦伦土压力力理论（3）粘粘性土土中等效效内摩擦擦角（（c）朗朗肯土压压力相等等：缺点：：低墙保保守，高高墙危险险（一）经经典土压压力理论论1库伦伦土压力力理论（4）粘粘性土土库伦主主动土压压力公式式（一）经经典土压压力理论论2朗肯肯土压力力理论（1）基基本假假定P172朗肯肯土压力力理论（二）考考虑地下下水时水水土压力力计算1水土土分算和和水土合合算（1）水水土分分算：砂砂性土和和粉土（（2）水水土合合算：粘粘性土（二）考考虑地下下水时水水土压力力计算2土的的抗剪强强度试验验方法与与指标问问题（1）直直剪仪慢慢剪—三三轴仪固固结排水水剪（CD）（（2）直剪剪仪固结结快剪——三轴仪仪固结不不排水剪剪（CU）（（3））直剪仪仪不固结结快剪——三轴仪仪不固结结不排水水剪（UU）2.3岩岩土体压力力的计算2.3.2围岩压压力的计算算围岩压力：：位于地下结结构周围变变形或破坏坏的岩层，，作用在衬衬砌结构或或支撑结构构上的压力力。2.3岩岩土体压力力的计算围岩压力的的种类2.3岩岩土体压力力的计算浅埋结构垂直围岩压压力的计算算不考虑摩擦擦影响的围岩压力力集度为：：浅埋结构：：当地下结构构上覆岩层层较薄时，，通常人为为覆盖层全全部掩体重重量作用于于地下结构构。浅埋结构垂直围岩压压力的计算算G-----ABCD体的总总重量量；F-----AB或或CD面对对G的摩擦擦力。浅埋结构垂直围岩压压力的计算算由几何关系系：浅埋结构垂直围岩压压力的计算算AB（CD）面水平平土压力分分布：AB(CD)面所受受总的水平平力：AB(CD)面所受受摩擦阻力力：浅埋结构垂直围岩压压力的计算算所以得：考虑摩擦影影响的围岩压力力集度为：：浅埋结构垂直围岩压压力的计算算将上式对H求导，并并令其为零零，则可求求得产生最最大围岩压压力的深度度：在这个深度度上的围岩岩压力总值值为：围岩集度为为：浅埋结构垂直围岩压压力的计算算由此可知，，在Hmax这个深深度上，摩摩擦阻力为为全部岩石石柱重量之之半。当H=2Hmax时时，Q=0。这表明明摩擦阻力力已全部克克服了岩体体下滑的重重量。浅埋结构垂直围岩压压力的计算算实际上不能能认为当地地下结构埋埋置深度H>2Hmax时地地下结构上上完全没有有围岩压力力作用。这这是因为我我们研究的的是松散的围岩岩，而不是一一个刚性的的块体。对对于下滑的的松散体来来说，虽然然两侧的摩摩擦阻力在在数值上已已超过岩石石柱的全部部重量，但但是远离摩摩擦面（特特别是跨中中）的岩块块将因其自重而脱落。深埋结构垂直围岩压压力的计算算深埋结构是指当地下下结构的埋埋深大到这这样一种程程度，以致致两侧摩擦擦阻力远远远超过了滑滑移柱的重重量。卸荷拱压力拱深埋结构垂直围岩压压力的计算算当地下结构构上方具有有足够厚度度的覆盖层层时，由于于卸荷拱起到将岩体体中立转嫁嫁给洞室两两侧的作用用，因而只只有压力拱内的岩体重重量作用在在结构上。。卸荷拱压力拱压力拱高度度：其中，普氏氏系数：深埋结构垂直围岩压压力的计算算在地下结构构设计中，，常忽略压压力拱曲线线所造成的的荷载集度度的差别，，垂直围岩岩压力取均均布形式：：水平围岩压压力只是对对较松软（（fk<2）的岩岩层才考虑虑。水平围岩压压力的计算任一深度z处的水平平围岩压力力集度为：：底部围岩压压力：在某些松软软岩层中构构筑地下建建筑物，由由于在衬砌砌侧墙底部部轴向压力力作用下，，或某些岩岩层，如黏黏性土层及及石膏等遇遇水膨胀，，都有可能能使洞室底底部产生隆隆起现象。。这种由于于围岩隆起起而对衬砌砌底板产生生的作用力力，叫做底底部围岩压压力。底部围岩压压力的计算第3章弹弹性地基梁梁理论弹性地基梁梁：是指搁置在在具有一定定弹性地基基上，各点点与地基紧紧密相贴的的梁。如铁铁路枕木，，钢筋混凝凝土条形基基础梁等。。弹性地基梁梁与普通梁的区别：1、弹性地地基梁----无限次超静定；普通梁----有限次超静定：2、弹性地地基梁----要考虑地基变变形；普通梁----不要考虑地基变变形：弹性地基梁梁计算模型型1、温克尔尔地基模型型（也称弹弹簧模型））（2）表达达式：（1）假设设：地基表表面任一点点的沉降与与该点单位位面积上所所受的压力力成正比。。弹性地基梁梁计算模型型1、温克尔尔地基模型型（也称弹弹簧模型））（3）优缺缺点优点：1）参数少少，便于应应用；2）计算地地基梁是，，可以考虑虑梁本身的的实际弹性性变形。缺点：1）没有考考虑地基中中的剪应力力；2）没有考考虑地基连连续性。弹性地基梁梁计算模型型2、半无限限体弹性地地基模型（1）基本本假设：地地基是均质质、连续、、弹性的半半无限体。。弹性地基梁梁计算模型型2、半无限限体弹性地地基模型（2）优缺缺点优点：1）考虑地地