地下空间5.ppt

1、第四章 地下结构设计方法,地下结构计算方法,荷载结构法 地层结构法,复合支护的构造,由初期支护和二次支护组成，防水要求高时需在中间增设防水层。 二次支护常为整体式现浇混凝土衬砌，必要时设置钢筋增强截面。,复合支护的承载机理,危岩破坏发展的过程和洞周承载环 法一：施作喷锚网支护加固围岩 法二：施作衬砌结构或由喷层和衬砌共同做成的复合结构,洞室围岩稳定性的判据 屈服准则,复合支护的计算 地层岩性较差，采用荷载结构法较好 地层岩性较好，采用地层结构法较好 复合支护的设计方法 此教材采用按围岩分类确定地层和支护分担荷载的比例的取值方法。,第四章 地下结构设计方法,结构设计应该按规范进行： 要明白两点：

2、 设计包含：经验、推理和观察三方面的内容。 工程类比法是常用方法之一：直接、间接。 结构设计的目的：选择合理可靠的结构，达到安全、经济、耐久的目的。 设计内容：选择结构的轴线形状、内轮廓线尺寸、结构的尺寸、材料和构造。 结构设计过程：假定尺寸、结构和构造，针对一定的荷载或荷载组合技术结构的内力、检算结构的承载力和稳定性，若满足结构要求且经济合理则结束，否则重新迭代。 结构设计方法和结构的构造形式密切相关。,拟定尺寸结构的设计方法：通过计算得到结构内力、再检算结构尺寸是否经济合理。 对于模筑混凝土、拼装衬砌、复合衬砌等地下结构，可采用与地面结构相同的承载力和稳定性检算方法 容许应力法、破损阶段法

3、、极限状态法：分别对应构件的最不利界面的不同工作阶段。 以纯受弯钢筋混凝土构件为例：,在最不利荷载组合的作用下，结构的控制内力（轴力、剪力、弯矩）不超过材料的极限承载力,第五章 结构计算理论,主动围岩压力与被动反力,荷载划分及组合 永久荷载 可变荷载 偶然荷载 隧道结构按破损阶段法设计验算构建截面的强度时，应根据不同的荷载组合，分别采用不同的系数。,（一）主动围岩压力 天然拱：上覆地层的变形-松动-坍塌过程,影响天然拱形状和范围的因素： 深埋、浅埋判断标准： 以天然拱的高度为参照，兼顾开挖对天然拱以外岩体的某个影响范围 极浅埋、浅埋、深埋,普氏理论中天然拱的范围,太沙基理论,太沙基地压理论所假

4、定的围岩变形形态,浅埋洞室的主动围岩压力,围岩被动反力的计算,在主动围岩压力的作用下，地下结构的某些部分会发生朝向围岩的变形从而受到围岩的反力。 当围岩处于弹性状态时，围岩对结构变形的反力被称为弹性抗力。 有两种计算理论，局部变形理论和共同变形理论。 局部变形理论 以温克尔假定为基础，把围岩简化为一系列彼此独立的弹簧。 共同变形理论 把围岩假想为一排或数层以某种联系构造的弹簧结构。,水土分算 水土合算 地下水压力的两种计算方法,地下矩形框架结构的横截面上受到的地震荷载,荷载结构法计算模型建立： （1）结构的离散化 （2）主动荷载的离散化：按静力等效原则置换为节点荷载 （3）被动荷载的处理： 3种处理弹性抗力的方法：假定抗力法、弹性支撑连杆法、弹性地基梁法,弹性地基梁法,结构断面 墙脚的下沉和转动 弹性抗力值的计算（假设结构边墙墙脚不能侧移，只能下沉和转动）,弹性支撑链杆方向的选择,位移法求解 步骤 内容,弹性支撑链杆法,位移法 计算图式,单元分析,结构直梁单元分析,荷载结构模型计算图式的选择,弹性地基梁图式 弹性支撑链杆图式 暗挖马蹄形隧道模筑衬砌的两种计算图式,（1）暗挖的有仰拱马蹄形隧道模筑衬砌,荷载结构模型计算图式的选择,（2）对于在围护结构内侧用明挖法修剪的箱型地下结构 （3）由喷锚初期支护、防水层和内层模筑衬砌所组成的复合式衬砌 （4）暗挖圆形隧道的