地下建筑结构的计算方法

第4章地下建筑结构的计算方法

本章内容概述荷载－结构法地层－结构法1234算例1.概述

4.1.1地下建筑结构计算方法的发展早期完全依靠经验，19世纪才逐渐形成计算理论；最早的计算理论为刚性理论（压力线理论）；柔性材料被用于地下工程后开始按弹性理论计算；逐步认识到地层与结构是一个受力整体，20世纪以来，按连续介质理论建立起新的计算方法。刚性理论经验1.概述弹性理论连续介质理论地下结构体系的计算模型国际隧道协会在1978年成立了隧道结构谈倔型研究组、收集和汇总了各会员国目前采用的地下结构设计方法．如表4－1所示。经过总结，国际隧道协会认为，目前采用的地下结构设计方法可以归纳为以下4种设计模型：1.概述(1懂)以参突照过号去隧踏道工卫程实铅践经舟验进士行工垒程类烈比为句主的经验直设计埋法；(2暑)以现阀场量德测和费实验枪室试士验为况主的顾实用分设计天方法功；例缘瑞如，朴以洞芦周位凉移量辆侧值因为根樱据的收敛—限制辆法；(3堂)作用检一反锈作用强模型浩，即荷载赛一结尽构模型萍。例宋如，纽奉弹性拳地基轮因环狐计算凝和弹利性地愧基框氧架计余算等穴计算洽法；(4启)连续沿介质阴模型梯，包蹦括解骨析法却和数抗值法c数值邻计算雕法目疾前主愉要是有限竿单元贴法。1.概述从各载国的食地下卵结构贪设计冠实践稼看，厘目前崖．在竖设计躲隧道博的结卵构体悼系时姓，主换要采咐用两好类计敌算模芬型，一类是以粪支护枣结构奔作为弓承载音主体给、围杯岩作损为荷终载同盾时考泄虑其累对支跑护结赌构的背变形鸭约束天作用马的模毕型。另一兰类则相炕反，瘦视围句岩为删承载秆主体忘，支样护结偏构则教为约欢束围皂岩变勺形的承模型辜。1.概述我国庭采用鲜的设久计方各法似丽可分吃属以炮下四骆种设忆计模坡型：1.荷载—结构肤模型1.概述将支定护结亭构和雄围岩施分开可来考解虑，堡支护篇结构抄是承楚载主族体．蛋围岩斜作为惩荷载冶；结吓构与槐围岩脂的相垮互作卫用是蜡通过镇弹性凝支承猴对支斯护结叔构施加僻约束来体旬现的客，而眉围岩螺的承蛙载能找力则氧在确训定围代岩压渣力和暴弹性动支承娘的约叮束能宽力时君间接探地考底虑。1.概述2.地层—结构僚模型1.概述1.概述将支养护结荡构与唉围岩搁视力活一体咳，作和为共焦同承互载的裳隧道危结构宵体系帽，故膝又称茂为围林岩一列结构胁模型熊或复挤合整纷体模酷型，埋在这薪个模蠢型中峡围岩搭是直士接的辫承载额单元勒，支没护结凯构只析是用美来约箭束和榜限制马围岩桂的变把形，询这一露点正先好和宋上述裹模型贿相反饮。1.概述3.经验计类比施模型在大炎多数主情况赤下，买隧道址支护呼体系训还是告依赖喘“经验蜘设计”的仰，在佩实施哭过程词中，挂依据粱量测脸信息着加以答修改惊和验政证。吹经验财设计挎的前蛛提要项正确勺地对获坑道蛇围岩碰进行截分类积、然亩后在矩分类这的基消础上个编制牢支护益结构役系统雷的基白本图探示。它是陕完全钓依靠号经验艰设计盘地下迁结构昂的设合计模剃型。1.概述4.收敛捆限制吊模型其计够算理换论也声是地层企结构陵法，道其设计头方法将常称呜为收敛探限制电法，疾或称特严征线阅法。只是旦计算裤时采份用收敛—约束熟法图解宝考虑捧。1.概述荷载—结构睛模型脆模型爸设计粱的隧器道支艘护结岸构偏于秒保守地层—结构蔑模型兆是目瓣前隧惜道结逆构体裙系设拴计中性力求采用拼的或因正在航发展部的模寇型，液因为梁它符妨合当虹前的码施工领技术优水平落。4种模辟型中杜前3种较异为常咐用。2.荷载—结构葵法对应童于荷岂载－景结构但模型讨的计巧算方杰法称类为荷复载－翻结构隙法。地层痰对结革构的坦作用储只是捡产生绢在地血下建效筑结注构上骗的荷繁载，伤衬砌探在荷豪载的娃作用遮下产亡生内务力和诞变形瞧。这里龟介绍《公路哭隧道兵设计巩规范》（20葬04）中霸的计目算方屡法。2.荷载—结构猪法4.葛2.询1设计颗原理认为执隧道茂开挖热后地扫层的城作用圈主要垂是对银衬砌层结构捡产生胸荷载慌，衬削砌结呆构应扑能安料全可讨靠地筐承受狡地层市压力鸟等荷达载的错作用寨。计算浆时先互计算冶出地平层压紧力，陈然后体按弹佣性地肝基上溉结构剪物的蚂计算借方法帽计算拐衬砌助的内锯力，兔并进充行结啄构截左面设烦计。2.荷载—结构致法4.杂2.乌2计算息原理2.荷载—结构按法2.荷载—结构卷法2.荷载—结构买法2.荷载—结构贵法3.地层妖反力吩的作涉用模扮式2.荷载—结构臣法3.地层—结构董法对应援于地寸层－砍结构灭模型赛的计寺算方稠法称腾为地似层－案结构谜法。把地叉下结激构与耳地层膛作为允一个怖受力币变形顽的整厦体，既按照仔连续燃介质俯力学专原理塔来计魔算地赏下建粱筑结敏构以泉及周堤围地够层的庄变形油；不横仅计舞算出乐衬砌奸结构愉的内丑力及闯变形淹，而鼓且计锋算周竟围地秒层的捐应力赌。充分采体现武了相分互作盘用原某理。这里绢仍重疗点介朽绍《公路日隧道号设计仗规范》（20持04）中奏的计况算方惨法。4.完3.盆1设计萌原理将衬餐砌和卷地层琴视为删整体背共同尸受力樱的统经一体眯系，删在满乳足变铜形协火调条轧件的预前提彼下分晒别计放算衬每砌与御地层直的内腥力。计算鞠方法俘以有由限单践元法舒为主碍。3.地层—结构橡法3.地层—结构赠法4.画3.驰2计算涌初始缝地应封力3.地层—结构且法3.地层—结构哭法3初始声地应悼力将初否始自览重应苏力与洲构造园应力耐叠加持，即得拘初始筒地应诊力3.地层—结构商法4.暖3.施3本构罚模型3.地层—结构浆法3.地层—结构辣法3.地层—结构图法3.地层—结构秧法3.地层—结构精法3.地层—结构垂法3.地层