地下建筑结构复习第一章绪论
1.1简述地下建筑结构的概念及形式:地下建筑结构即埋置于地层内部的结构。包括衬砌结构和内部结构两部分。要考虑地下结构与周围岩土体的共同作用。地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件和施工技术等因素确定。根据地质情况差异可分为土层和岩层内的两种形式。土层地下建筑结构分为①浅埋式结构②附建式结构③沉井(沉箱)结构④地下连续墙结构⑤盾构结构⑥沉管结构⑦其他如顶管和箱涵结构。岩石地下建筑结构形式主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形，还有如喷锚结构、穹顶结构、复合结构。
1.2简述地下建筑结构设计程序及内容:设计工作一般分为初步设计和技术设计两个阶段;初步设计主要内容:①工程等级和要求,以及静、动荷载标准的确定②确定埋置深度和施工方法③初步设计荷载值④选择建筑材料⑤选定结构形式和布置⑥估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度等主要尺寸⑦绘制初步设计结构图⑧估算工程材料数量及财务概算。技术细节主要内容:①计算荷载②计算简图③内力分析④内力组合⑤配筋设计⑥绘制结构施工详图⑦材料、工程数量和工程财务预算
1.3地下建筑结构的优缺点有哪些:优点①被限定的视觉影响②地表面开放空间③有效的土地利用
④有效的往来和输送方式⑤环境和利益⑥能源利用的节省和气候控制⑥地下的季节湿度的差异⑧自然灾害的保护⑨市民防卫⑩安全⑾噪声和震动的隔离⑿维修管理缺点①获得眺望和自然采光机会有限②进入和往来的限制③能源上的限制
1.4地下建筑结构的工程特点:①建筑结构替代了原来的地层(承载作用)②地层荷载随施工过程是发生变化的③地质条件影响地层荷载④地下水准结构设计影响大④设计考虑施工、使用的整个阶段⑤地层与结构共同的承载体系⑥地层的成拱效应
1.5地下建筑地下建筑结构地上建筑区别:计算理论设计和施工方法不同，地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂,因为地下建筑结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上，而且约束着结构的移动和变形。第二章地下建筑结构的荷载
2.1地下建筑荷载分哪几类:按其存在的状态,可以分为静荷载（结构自重，岩土体压力）、
动荷载（地震波，爆炸产生冲击）和活荷载（人群物件和设备重量,吊车荷载）三大类
2.2简述地下建筑荷载的计算原则:需进行最不利情况的组合,先进性个别荷载单独作用下的结构
各部件截面内力,再进行最不利的内力组合,得出各设计控制截面的最大内力。
2.3土压力可分为几种形式？其大小关系如何:土压力分为静止土压力E0、主动土压力力Ea、被动土压力Ep,则Ep>E0>Ea
2.4静止土压力是如何确定的:在挡土结构在土压力作用下，结构不发生变形和任何位移,背后填土处于弹性平衡状态,则作用于结构上的侧向土压力,称为静止土压力。静止土压力可根据半无限弹性体的应力状态求解。
2.5库仑理论的基本假设是什么？并给出其一般土压力计算公式:基本假设:①挡土墙墙后土体为均质各向同性的无黏性土②挡土墙是刚性的且长度很长,属于平面应变问题③挡土墙后土体产生主动土压力或被动土压力时,土体形成滑动碶体,滑裂面为通过墙踵的平面④墙顶处土体表面可以是水平的也可以是倾斜面,倾斜面与水平面的夹角为β角⑤在滑裂面和墙背面上的切向力分别满足极限平衡条件。P=γh^2K/2
2.6应用库仑理论如何确定黏性土中的土压力大小:库仑土压力理论是根据无黏性土的情况导出,没有考虑黏性土的黏聚力,因此,当挡土结构处于黏性土层时,应该考虑黏聚力的有利影响。在工程实践中可采用换算的等效内摩擦角来进行计算或在库仑理论基础上,考虑土的黏聚力作用可适用填土表面为一倾斜平面,其上作用有均布超载的一般情况。
2.7简述朗肯土压力理论的基本假设:基本假定:①挡土墙背竖直,墙面光滑,不计墙面与土层之间的摩擦力②挡土墙后填土的表面为水平面,土体向下和沿水平方向都能伸展到无穷,即为半无限空间③挡土墙后填土处于极限平衡状态
2.8如何计算分层土的土压力:采用凑合的方法,按转换成相应的当量土层,分两种情况①按第i层土的物理力学指标计算第i层的土压力②按第1－i层土的加权平均指标进行计算
2.9考虑地下水时的水平压力如何计算的:水压力分算和水压力合算,对砂性土和粉土,可按水土分算原则进行,对黏性土可根据现场情况和工程经验,按水土分算或合算进行。水土分算是采用浮重度计算土压力,按静水压力计算水压力,然后两者相加即为总的侧压力。水土合算是采用土的饱和重度计算总的水、土压力。稳态渗流时水压力的计算
2.10简述围岩压力的概念及影响因素:围岩压力就是指位于地下结构周围变形或破坏的岩层,作用在衬砌结构或支撑结构上的压力。分为围岩垂直压力、围岩水平压力、围岩底部压力。影响围岩压力的因素很多,主要与岩体的结构、岩石的强度、地下水的作用、洞室的尺寸与形状、支护的类型和刚度、施工方法、洞室的埋置深度和支护时间等因素相关。其中岩体稳定性的关键之一在于岩体结构面的类型和特征。
2.11简述围岩压力计算的两种理论方法？二者有何区别:两种理论分别为①按松散体理论计算围岩压力,当地下结构上覆岩层较薄时。通常认为覆盖层全部岩体重量作用于地下结构。这时地下结构所受的围岩压力就是覆盖层岩石柱的重量。深埋结构是指地下结构的埋深大到这样一种程度,以致两侧摩擦阻力远远超过了滑移柱的重量,深埋结构的围岩压力是研究地下洞室上方一个局部范围
内的压力现象部分岩体的稳定性,这部分岩体称为岩石拱,只有以下岩体重量对结构产生压力,称此为压力拱,为二次抛物曲线。水平围岩压力只对较松软的岩层才考虑。由于围岩隆起而对衬砌底板产生的作用力叫底部围岩压力②按弹塑性体理论计算围岩压力
2.12简述弹性抗力的基本概念？其值大小与哪些因素有关:地下建筑结构除承受主动荷载作用外（如围岩压力、结构自重等）,还承受一种被动荷载,即地层的弹性抗力。岩土体将制止结构的变形,从而产生了对结构的反作用力,对这个反作用力习惯上称弹性抗力。弹性抗力大小和分布规律不仅决定于结构的变形,还与地层的物理力学性质有着密切的关系。
2.13如何确定弹性抗力:目前有两种理论,一种是局部变形理论,认为弹性地基某点上施加的外力只会引起该点的沉陷。另一种是共同变形理论,即认为弹性地基上的一点外力,不仅引起该点发生沉陷,而且还会引起附近一定范围的地基沉陷
2.14简述温克尔假定:假设认为地层的弹性抗力与结构变位成正比。
2.15如何考虑初始地应力、释放荷载和开挖效应:初始地应力的确定对岩石地层,可分为自重地应力和狗找地应力两部分,而土层一般仅有自重地应力。围岩与支护间形变压力的传递，是一个随时间的推进而逐渐发展的过程。这类现象称时间效应。有限元分析中,形变压力常在计算过程中同时确定,而作为开挖效应的模拟,直接施加的荷载是在开挖边界上施加的释放荷载。释放荷载可有已知初始地应力或与前一步开挖相应的应力场确定。
2.16分析新奥法和锚喷支护的联系和区别:新奥法和锚喷支护两者都可以增加围岩的稳定性,在地下工程中应用广泛。新奥法是应用岩体力学理论,以维护和利用围岩的自承能力为基点,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时的进行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分,并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。喷锚支护是指借高压喷射水泥混凝土和打入岩层中的金属锚杆的联合作用(根据地质情况也可分别单独采用)加固岩层,分为临时性支护结构和永久性支护结构。喷混凝土可以作为洞室围岩的初期支护,也可以作为永久性支护。喷锚支护是使锚杆、混凝土喷层和围岩形成共同作用的体系,防止岩体松动、分离。
2.17何如区分深浅埋:深浅埋隧道分界深度为2~2.5倍的塌方平均高度值；以隧道顶部覆盖层能否形成自然拱为原则
第三章弹性地基梁理论
3.1简述弹性地基梁两种计算模型的区别:第一种模型是局部弹性地基模型,是建立在温克尔假定前提下,把地基模拟为刚性支座上一系列独立的弹簧,没有反映地基的变形连续性,特别对于密实厚土层地基和整体岩石地基,将会引起较大误差,如果地基上部为较薄的土层,下部为坚硬岩石,结果比较满意。第二种模型是半无限体弹性地基模型,提出另一种假设:把地基看作一个均质、连续、弹性的半无限体，可把弹性力学结论做为计算基础。其中弹性假设没有反映土壤的非弹性性质,均质假设没有反映土壤的不均匀性,半无限体假设没有反映地基的分层特点。
3.2简述弹性地基梁与普通梁的区别:①普通梁只在有限个支座处与基础相连，梁所受的支座反力是有限个未知力,因此,普通梁是静定的或有限次超静定的结构。弹性地基梁与地基连续接触,梁所受的反力是连续分布的,也就是说弹性地基梁具有无穷多个支点和无穷多个未知反力。无穷多次超静定②普通梁的支座通常看作是刚性支座,即略去地基的变形,只考虑梁的变形,而弹性地基梁必须同时考虑地基的变形。实际上梁与地基是共同变形的。
3.3简述弹性特征系数α的含义及其确定公式:α是与梁和地基的弹性性质相关的一个综合参数,反映了地基梁与地基的相对刚度,对地基梁的受力特性和变形有重要影响，通常把α称为特性系数,αλ称为换算长度。计算公式4KEI或4KbEI
3.4何为弹性地基短梁、长梁及刚性梁？有什么区别:当弹性地基梁的换算长度1<λ<2.75时,属于短梁,它是弹性地基梁的一般情况。长梁可分为无限长梁、半无限长梁。当换算长度λ≥2.75时,属于长梁,若荷载作用点距梁两端的换算长度均不小于 2.75时,可忽略该荷载对梁端的影响,这类梁称为无限长梁,若荷载作用点仅距梁一端的换算长度不小于 2.75时可忽略该荷载对这一端的影响,而对另一端的影响不能忽略,这类梁称为半无限长梁，无限长梁可化为两上半无限长梁。当换算长度λ≤1时,属于刚性梁,可认为梁是绝对刚性的。划分标准主要依据梁的实际长度与梁和地基的相对刚度之乘积。
3.5弹性地基梁:指搁置在具有一定弹性地基上，各点与地基紧密相贴的梁。
第四章地下建筑结构的计算方法
4.1简述地下建筑结构计算理论的发展过程:地下建筑计算理论建立了典型的假定抗力方法、弹性地基梁的力法、角变位移法及不平衡力矩与侧力传播法等
4.2简述地下建筑结构计算方法的类型及含义:①以参照以往隧道工程的实践经验进行工程类比为主的经验设计法②以现场量测和实验室试验为主的实用设计方法，例如以洞周位移量测值为根据的收敛—限制法③作用—反作用模型，例如对弹性地基圆环和弹性地基框架建立的计算法等④连续介质模型,包括解析法和数值法,解析法中有封闭解,也有近似解,数值计算法目前主要是有限元法。我国采用的计算方法主要有荷载—结构模型,地层—结构模型,经验类比法,收敛限制模型（或称特征线法,计算理论也是地层结构法）
4.3试述荷载结构法、地层结构法的基本含义和主要区别:荷载结构模型认为地层对结构的作用只是产生作用在地下建筑结构上的荷载(包括主动地层压力和被动地层抗力)衬砌在荷载作用下产生内力和变形,与其相应的计算方法称为荷载结构,(弹性连续框架(含拱形)法、假定抗力法和弹性地基梁(含曲梁和圆环)法等可归于荷载结构法）.设计原理是认为隧道开挖后地层的作用主要是对衬砌结构产生荷载,衬砌结构应能安全可靠地承受地层压力等荷载作用。地层结构模型把地下结构与地层作为一个受力变形的整体,按照连续介质力学原理来计算地下建筑结构以及周围地层的变形;不仅计算出衬砌结构的内力及变形,而且计算周围地层的应力,充分体现周围地层与地下建筑结构的相互作用。相对于荷载结构,充分考虑了地下结构与周围地层的相互作用，结合具体的施工过程
可以充分模拟地下结构以及周围地层在每一个施工工况的结构内力以及周围地层的变形更能符合工程实际,(见的关于圆形衬砌的弹性解、粘弹性解和弹塑性解等都归属于地层结构法）.设计原理是将衬砌和地层视为整体共同受力的统一体系,在满足变形协调条件的前提下分别计算衬砌与地层的内力,据以验算地层的稳定性和进行结构截面设计。
4.4简述荷载结构法和地层结构法的计算过程:荷载结构法计算时先按地层分类法或由实用公式确定地层压力,然后按弹性地基上结构物的计算方法计算衬砌的内力,并进行结构截面设计。地层结构法,计算包括初始地应力,本构模型,单元模式,施工模拟几部分
第五章地下建筑结构可靠度理论
5.1简述地下建筑结构不确定性因素及其特点:地下建筑结构的不确定因素及其特点一般来说,地下建筑结构中不确定性因素主要体现在其周围的地层介质特性、结构力学计算模型的假设、施工因素以及环境因素等①地层介质特性参数的不确定性②岩土体分类的不确定性③分析模型的不确定性④荷载与抗力的不确定性⑤地下结构施工中的不确定性因素⑥自然条件的不确定性
5.2简述地下建筑结构可靠性分析的特点:在进行地下建筑结构工程可靠性分析时,应考虑以下几个方面:①周围岩土体介质特性的变异性②地下建筑结构规模和尺寸的影响③极限状态及失效模式的含义不同④极限状态方程呈非线性特征⑤土性指标的相关性⑥概率与数理统计的理论与方法的应用
5.3地下建筑结构的可靠度指标如何确定的:地下建筑的可靠度就是在规定的时间内,规定的条件下,完成预定功能的概率大小，叫可靠度指标。具体可靠度尺度有三种:可靠概率sp、失效概率fp、可靠度指标。由于直接应用数值积分方法计算地下结构的失效概率比较困难,因此实际中多采用近似方法,为此引入结构可靠指标概念。22zzRSRS,当结构失效概率小于等于310时，结构的失效概率对功能函数Z的概率分布不再敏感。
5.4结构可靠度分析方法有哪几种？各有什么特点和不同:①半经验半概率法②近似概率设计法③全概率法④广义可靠性分析近似方法有中心点法,演算点法,JC法,随机变量相关时的可靠度的
分析方法以及蒙特卡罗模拟；中心点法将非线性功能函数在随机变量的平均值（也称
为中心点）处作泰勒级数展开并保留至一次项，然后近似计算功能函数的平均值和标准差，再根据可靠指标的概念直接用功能函数的平均值（一阶矩）和标准差（二阶矩）进行计算；验算点法是在利用Taylor级数对功能函数进行展开时，把设计运算点取为线性化点
JC法是适用于随机变量在任意分布下结构可靠度指标的计算
第六章浅埋式结构
6.1试列举几种工程中常见的浅埋式结构形式并简述其特点:大体可归纳为三种①直墙拱形结构(在小型的地下通道以及早期的人防工程中比较普遍,拱形结构主要承受压力,弯矩和剪力都较小,主要使用砖石和混凝土等抗压性能较好抗拉性能较差的材料,有半圆拱、割圆拱、抛物线拱等多种形式)②矩形框架(具有空间利用率高,挖掘断面经济,易于施工的优点,顶底板为水平构建承受弯矩较
拱形结构大,故一般做成钢筋混凝土结构,可以是单跨双跨或多跨的)③梁板结构(顶、底板做成现浇钢筋混凝土梁板式结构，而围墙和隔墙则为砖墙,如地下医院、教室、指挥所等),或是上述形式的组合。
6.2简述浅埋式矩形框架结构的计算原理，如何确定其计算简图:结构计算包括三方面:荷载计算、内力计算、截面设计。在静荷载作用下地层中的闭合框架一般按弹性地基上的框架进行计算,弹性地基可按温克尔地基考虑,也可将地基视作弹性半无限平面。在特殊荷载与其他荷载共同下,按弯矩及轴力对构件进行强度验算时,要考虑材料在动载作用下的强度提高，而按剪力和扭力对构件进行强度验算时,则材料的强度不提高。
6.3浅埋式结构的地层荷载如何考虑:因为是浅埋式结构,所以计算覆土压力时,只要将结构范围内顶板以上各层土壤包括路面材料的重量之和求出来,然后除以顶板的承压面积即可,如果土壤位于地下水中,则它的容重要采用浮容重。
6.4浅埋式结构节点设计弯矩与计算弯矩有何区别？如何计算节点的设计弯矩:根据计算简图求解超静定结构时,直接求得是节点处的内力,然后利用平衡条件可以求得各杆任意截面处的内力。节点弯矩(计算弯矩)虽然比附近截面的弯矩打,但其对应的截面高度是侧墙的高度,所以实际不利的截面则是侧墙边缘处的截面,对应的截面弯矩称为设计弯矩。
6.5浅埋式结构的适用场合:常用于覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件 (H
土＜(2～2.5)h1，h1为压力拱高)或软土地层中覆盖层厚度小于结构尺寸的地区第七章沉井和沉管结构
7.1沉井和沉箱结构的特点：①躯体结构刚性大,断面大,承载力高,抗渗能力强,耐久性好,内部空间可有效利用②施工场地占地面积较小,可靠性良好③适用土质范围广(淤泥土、砂土、黏土、沙砾等土层均可施工)④施工深度大⑤施工时周围土体变形较小,因此对邻近建筑（构筑）物的影响小,适合近接施工,尤其是压气沉箱工法对周围地层沉降造成的影响极小⑥具有良好的抗震性能。
7.2沉井结构:沉井是一个上无盖下无底的井筒状结构物,利用结构自重作用而下沉入土,即在地面筑成的“半成品”沉入土中,在地下完成结构物施工。
7.3沉管隧道的特点:①对地质水文条件适应性强,施工方法简单②施工工期短,对航运干扰最小，
施工质量容易保证③工程造价较低④有利于多车道和大断面布置⑤接头少、密实度高、隧道防渗效果好⑥具有很强的抵抗战争破坏和抗自然灾害的能力。
7.4试述沉井的构造及各部位的作用:①井壁:承受在下沉过程中各种最不利荷载组合(水土压力)所产生的内力。同时有足够的重量,使沉井能在自重作用下顺利下沉到设计标高②刃脚:主要功用是减少下沉阻力③内隔墙:增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径④封底及顶盖:防止地下水渗入井内有集水井内⑤底梁和框架:在比较大型的沉井中,如由于使用要求,不能设置内隔墙,则可在沉井底部增设底梁,并构成框架以增加沉井在施工下沉阶段和使用阶段的整体刚度。
7.5说明沉管施工的步骤:先在隧址以外建造临时干坞,在干坞内制作钢筋混凝土的隧道管段（道路隧道用的管段每节长60～140m,两端用临时封墙封闭。向临时干坞内灌水,使管段逐节浮出水面,并用拖轮拖运到指定位置。于设计隧位处预先挖好一个水底沟槽。待管段定位就绪后,向管段里灌水压载,使之下沉。沉设完毕的管段在水下联接起来。进行基础处理，经覆土回填后,便筑成了隧道。
第八章地下连续墙
8.1地下连续墙：利用挖槽机械,借助于泥浆的护壁作用,在地下挖出窄而深的沟槽,并在其内浇注混凝土而形成一道具有防渗(水)、挡土和承重功能的连续的地下墙体。
8.2地下连续墙的优缺点:优点①施工时对环境影响小.没有噪音,无振动,不必放坡,可紧邻相近的建筑和地下设施施工②墙体刚度大,整体性好,结构和地基变形都较小,即可用于超深围护结构,也可用作主体结构③连续墙为整体连续结构,耐久性和抗渗性好④可实行逆作法施工,有利于施工安全,加快施工进度⑤适用于多种地质条件。缺点①弃土和废泥浆处理。除增加工程费用外,若处理不当,还会造成新的环境污染②地质条件和施工的适应性问题③槽壁坍塌问题④现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙,如果对墙面要求较高,虽可使用喷浆或喷砂等方法进行表面处理或另作衬壁来改善,但增加工作量⑤地下连续墙如用作施工期间的临时挡土结构,不如采用钢板桩尚可拔出重复使用来得经济。
8.3地下连续墙的适用条件:①基坑深度大于10m②软土地基或砂土地基③在密集的建筑群或重要的地下管线条件下施工，对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程④围护结构与主体结构相结合,对抗渗有严格要求时⑤采用逆作法施工,内衬与护壁形成复合结构的工程。
第九章盾构法
9.1盾构法：在盾构保护下修筑软土隧道的一类施工方法。这类方法的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等作业都在盾构保护下进行,并需随时排除地下水和控制地面沉降,因而是工艺技术要求高、综合性强的一类施工方法。
9.2盾构法施工的优缺点及适用范围:优点①具有良好的隐蔽性,噪声、震动等引起的公害小,施工费用不受埋置深度而影响②机械化及自动化程度高,劳动强度低③隧道穿越河底、海底及地面建筑群时下部时,可完全不影响航道通行和地面建筑的正常使用④适宜在不同颗粒条件下的土层中施工⑤多车道的隧道可做到分期施工,分期运营,可减少一次性投资。缺点①不能完全防止盾构施工区域
内的地表变形②当工程对象规模较小时(小于400m),工程造价相对较高③盾构一次掘进的长度有限④当隧道覆土小于0.5Ds(Ds为盾构外径)时,盾构开挖面土体稳定较困难;适用于各类软土地层和软岩、硬岩地层的隧道掘进,尤其适用于城市地下隧道工程包括:水底公路隧道、地铁区间隧道、排水污水隧道、引水隧道、公用管线隧道。
9.3什么是盾构法施工:是一种较为先进的顶涵施工方法,是在保留传统顶涵施工,桥涵结构路侧预制工艺的基础上,对结构顶进支护方法进行了重大改革,将明挖开槽改为地下暗挖盾构支护,暗挖推进减低了施工对行车的影响。盾构由钢柱、钢梁、盾壳、子盾构、液压推进系统、辅助机构六大部分组成。装配在第一节框架桥前端的盾构,作为带土顶进时掘进面与路基的施工支护，同时也担负顶推导向。
9.4整体式隧道衬砌结构有哪几种形式，各适用于什么条件:①半衬砌结构(在坚硬岩层中，若侧壁无坍塌危险,仅顶部岩石可能有局部滑藩时,可仅施作顶部衬砌,不作边墙,喷一层不小于2cm厚的水泥砂浆护面,即为半衬砌结构)②厚拱薄墙衬砌结构(适宜用在水平压力较小,且稳定性较差的围岩中。对于稳定或基本稳定围岩中的大跨度、高边墙洞室,如采用喷锚结构施工装备条件存在困难,或喷锚结构防水达不到要求时,也可考虑使用。)③直墙拱形衬砌结构(在一般或较差岩层的隧道结构,通常是拱顶与边墙浇筑在一起,形成一个整体结构,即直墙拱形衬砌结构,这是一种被广泛应用的隧道结构形式,如铁路隧道等)④曲墙结构(在很差的岩层中,岩体松散破碎且易于坍塌,衬砌结构一般由拱圈、曲线形侧墙和仰拱形底板组成，形成所谓的曲墙衬砌结构)⑤复合衬砌结构(复合支护结构一般认为围岩具有自支承能力,支护的作用首先是加固和稳定用围岩,使围岩的自支承能力可充分发挥,从而可允许围岩发生一定的变形和由此减薄支护结构的厚度)⑥连拱隧道结构(对于长度不是特别长的公路隧道(100～500m)尤其是处于地质、地形条件复杂及征地受严格限制地区的中小隧道,常采用连拱隧道的形式)
2衬砌:沿洞室周边修建的永久性支护结构；
3附建式地下结构:根据一定的防护要求修建的附属于较坚固的建筑物的地下室,又称“防空地下室”或“附建式人防工事”；
4沉井和沉箱:不同断面形状(如圆形,矩形,多边形等)的井筒或箱体,按边排土边下沉的方式使其沉入地下,即沉井和沉箱；
5喷锚支护:由喷混凝土、锚杆、钢筋网组成的喷锚联合支护或喷锚网联合支护。
6浅埋式结构和深埋式结构最根本的区别:是否满足压力拱成拱条件；
7浅埋式建筑工程常采用明挖法施工；8支托框架结构中支托的作用是防止应力集中；
9变形缝的构造方式主要有：嵌缝式、贴附式、埋入式；
10附建式地下结构的形式有：梁板结构、板柱结构、箱型结构和其他结构；
11地下连续墙接头分为：施工接头、结构接头12封顶块拼装形式有：径向楔入、纵向插入；
13圆环管片的拼装形式有：通缝、错缝；
14管片接头的两种类别:纵向接头(沿接头面平行于纵轴)、环向接头（接头面垂直于纵轴）；15沉管基础处理的方法:先铺法,后填法16基坑围护结构可分为桩(墙)式和重力式两类；
16管片类型分为标准块、邻接块和封顶块三类。
同济大学地下建筑结构复习 1 绪论 1.1简述地下建筑结构的概念及形式 地下建筑结构即埋置于地层内部的结构。包括衬砌结构和内部结构两部分。要考虑地下结构与周围岩土体的共同作用。地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件和施工技术等因素确定。根据地质情况差异可分为土层和岩层内的两种形式。 土层地下建筑结构分为1.浅埋式结构2.附建式结构3.沉井（沉箱）结构4.地下连续墙结构5.盾构结构6.沉管结构7其他如顶管和箱涵结构。 岩石地下建筑结构形式主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形，还有如喷锚结构、穹顶结构、复合结构。 1.2简述地下建筑结构设计程序及内容 设计工作一般分为初步设计和技术设计两个阶段 初步设计主要内容：1.工程等级和要求，以及静、动荷载标准的确定2.确定埋置深度和施工方法3.初步设计荷载值4.选择建筑材料5.选定结构形式和布置6.估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度等主要尺寸7.绘制初步设计结构图8.估算工程材料数量及财务概算 技术细节主要内容：1.计算荷载2.计算简图3.内力分析4.内力组合5.配筋设计6.绘制结构施工详图7材料、工程数量和工程财务预算 2 地下建筑结构的荷载 2.1地下建筑荷载分哪几类？ 按其存在的状态，可以分为静荷载、动荷载和活荷载等三大类 2.2简述地下建筑荷载的计算原则 需进行最不利情况的组合，先进性个别荷载单独作用下的结构各部件截面内力，再进行最不利的内力组合，得出各设计控制截面的最大内力。 2.3土压力可分为几种形式？其大小关系如何？ 土压力分为静止土压力E0、主动土压力力Ea 被动土压力Ep,则Ep>E0>Ea 2.4静止土压力是如何确定的？ 在挡土结构在土压力作用下，结构不发生变形和任何位移，背后填土处于弹性平衡状态，则作用于结构上的侧向土压力，称为静止土压力。静止土压力可根据半无限弹性体的应力状态求解。 2.5库仑理论的基本假设是什么？并给出其一般土压力计算公式。 基本假设：1)挡土墙墙后土体为均质各向同性的无黏性土2）挡土墙是刚性的且长度很长，属于平面应变问题3）挡土墙后土体产生主动土压力或被动土压力
《建筑构造》考试试题含答案 一、单项选择题 1.除住宅建筑之外的民用建筑高度大于（）为高层建筑（不包括单层主体建筑），建筑总高度大于（ D ）时为超高层建筑。 A. 16m，20层 B. 16m，40层 C. 24m，100 层 D. 24m，100m 2.结构的承重部分为梁柱体系，墙体只起围护和分隔作用，此种建筑结构称为（ B ）。 A.砌体结构 B.框架结构 C.板墙结构 D.空间结构 3.一般建筑跨度30m以上的大跨度建筑采用（ D ）结构。 A.砌体 B.框架 C.板墙 D.空间 4.建筑物的耐久等级为二级时其耐久年限为（ A ）年，适用于一般性建筑。 A. 50～l00 B. 80～150 C. 25～50 D. 15～25 5.建筑物的设计使用年限为50年，适用（ C ）。 A.临时性结构 B.易于替换的结构构件 C.普通房屋和构筑物 D.纪念性建筑和特别重要的建筑结构 6.耐火等级为二级的多层建筑，其房间隔墙需采用耐火极限（ C ）以上的（）。 A. 0. 5小时，难燃烧体 B. 1小时，难燃烧体 C. 0. 5小时，非燃烧体 D. 1小时，非燃烧体 7.大型门诊楼属于（ B ）工程等级。 A.特级 B.一级 C.二级 D.三级 8.模数60m的数值是（ C ），经常用于（）。 A. 60mm，构件截面或缝隙 B. 600mm，门窗洞口 C. 6000mm，柱距或开间 D. 60000mm，建筑总尺寸 9.如果需要了解建筑内部的房间分布情况及估算建筑面积，可以查看 （ A ）。 A.建筑平面图 B.建筑立面图 C.建筑剖面图 D.建筑详图 10.建筑平面图的外部尺寸俗称外三道，其中最里面一道尺寸标注的是 （ D ）。 A.房屋的开间、进深 B.房屋内墙的厚度和内部门窗洞口尺寸 C.房屋水平方向的总长、总宽 D.房屋外墙的墙段及门窗洞口尺寸 11.下列选项中，不是建筑剖面图所表达的内容的是（ C ）。
地下建筑结构 1地下建筑结构的设计原则:安全适用、技术先进、经济合理。 2 确定地下建筑结构形式的因素: 1)控制因素——受力条件:在一定地质条件下的围岩压力、水土压 力和一定的爆炸与地震等动载下求出最合理和经济的结构形式。 2)制约因素——使用要求:地下建筑物必须考虑使用要求。 3)重要因素——施工方案:在地质条件和使用条件相同情况下,施 工方法不同其采取的结构形式也不同。 3 围岩压力:是指位于地下结构周围岩土体发生变形或破坏,作用 在衬砌结构或支撑结构上的压力。是作用在地下结构的主要荷载。 4 围岩压力的影响因素 ①围岩的结构;②围岩的强度;③地下水的作用;④洞室的尺寸与形状; ⑤支护的类型和刚度;⑥施工方法;⑦洞室的埋置深度;⑧支护时间; ⑨其他因素 5 地下结构与地面结构区别: (1)地下结构存在地层弹性抗力,其变形受到地层的约束;而地面结 构的变形不受介质约束;
(2)地下结构存在地层弹性抗力,结构的受力条件得以改善,其承载力有所增加4、初始地应力由自重应力和构造应力两部分组成。 6 当地下结构产生压向地层的变形,由于结构与岩土体紧密接触,则岩土体将制止结构的变形,从而产生了对结构的反作用力,即弹性抗力。 7 弹性地基梁:是指搁置在具有一定弹性地基上,各点与地基紧密相贴的梁。 8 弹性地基梁与普通梁的两大区别: (1)超静定次数是无限还是有限 普通梁只在有限个支座处与基础相连,梁所受的支座反力是有限个未知力,因此,普通梁是静定的或有限次超静定的结构。 弹性地基梁与地基连续接触,梁所受的反力是连续分布的,具有无穷多个支点和无穷多个未知反力,因此,弹性地基梁是无穷多次超静定结构。 (2)地基的变形是考虑还是略去 普通梁的支座通常看作刚性支座,即略去地基的变形,只考虑梁的变形。 弹性地基梁则必须同时考虑地基的变形;梁与地基是共同变形的;一方面梁给地基以压力,使地基沉陷,反过来,地基给梁以相反的压力,限制梁的位移。
福州大学2013～2014学年第2学期考试A 卷 课程名称 地下建筑结构 考试日期 考生姓名 学号 专业或类别 土木工程 考生注意事项：1、本试卷共 6 页，请查看试卷中是否有缺页。 2、单数码页均应填写姓名、专业等信息。 3、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 一、问答题（共5题，每题8分） 1、计算侧向土压力的理论有哪两种。列出其基本公式，它们在计算假定上有什么区别。 郎肯理论假定: 挡土墙背垂直光滑；填土表面水平；墙体为刚性体。 其主动土压力为a a a K c zK 2-=γσ，其中)2 45(tan 2? -= a K 。其被动土压力为 p p p K c zK 2-=γσ，其中)2 45(tan 2? += p K 。 库仑理论假定：理想的散粒体；墙背粗糙；滑动破坏面为平面；楔体整体滑动且处于极限平衡状态。 其主动土压力为2 22)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos ) (cos ? ? ? ???-+-+++?-==βαδαβ?β?δααα?γγσz zK a a 。 其被动土压力为2 22] )cos()cos()sin()sin(1)[cos(cos ) (cos βαδαβ?δ?δααα?γγσ-?-+?++-?+==z zK p p 。 2、简述地下建筑结构设计中的两大类计算模型。 荷载结构模型认为地层对结构的作用只是产生作用在地下建筑结构上的荷载（包括主动地层压力和被动地层抗力），衬砌在荷载的作用下产生内力和变形，与其相应的计
算方法称为荷载结构法。 地层结构模型把地下结构与地层作为一个受力变形的整体，按照连续介质力学原理来计算地下建筑结构以及周围地层的变形；不仅计算出衬砌结构的内力及变形，而且计算周围地层的应力，充分体现周围地层与地下建筑结构的相互作用。 3、列出弹性力学（平面应力问题）的三大方程与边界条件。简述应力解法（以应力为基本未知量）求解这些偏微分方程组的基本过程。 平衡微分方程??? ? ???=+??+??=+??+??00y y xy x xy x F y x F y x σττσ， 几何方程???? ???????+??=??=??=y u x v y v x u xy y x γεε，本构方程??? ??????=-=-= 1)(1)(1xy xy x y y y x x G E E τγμσσεμσσε， 位移边界条件在S u 上：???==v v u u ，应力边界条件在S σ上：???=+=+y y xy x xy x p m l p m l σττσ。 在体力为常数时，通过求导、叠加、代入等方法将三大方程改写为：0)(2=+?y x σσ。 引入含待定系数的埃雷函数Φ使之满足04 =?Φ，则各应力分量可写成：2 2y x ??=Φ σ，22x y ??=Φσ，y x xy ???- =Φ τ2。使这些应力分量满足应力边界条件可求出待定系数，最终完全确定整个求解域内的应力，进而确定整个求解域内的应变与位移。 4、对常规错缝拼装的圆形盾构法隧道的衬砌结构，按照荷载结构法计算其内力时，其基本作用荷载有哪几种，其结构简化形式有哪几种？ 自重：δγh g =；竖向土压（浅埋）：∑==n i i i h q 1γ；
A卷 一填空题（2分/每空，共30分） 1、地下结构按结构形式分类，可以分为和、沉管 结构、、地下连续墙结构和其他结构。 2、地下结构所承受的荷载，按其作用特点及使用中可能出现的情况可分 为、和偶然荷载三大类。 3、附建式地下结构的主要形式有：、板柱结构、、 框架结构和。 4、新奥法设计包括和两个阶 段。 5、盾构机按功能分类可分为、、 和。 6、全断面掘进机的类型一般可分为和。 二名词解释（3分/每题，共12分） 1、地下结构； 2、围岩压力； 3、浅埋式地下结构； 4、新奥法 三简答题（第1和5题7分，其余为4分/每题，共30分） 1、地下结构设计一般分为哪两个阶段，其中第一个阶段的设计内容包括哪些 2、矩形闭合结构设计计算内容包括哪些，其主要构造要求有哪些 3、附建式地下结构的口部结构主要包括哪些各有什么形式 4、隧道进行超前支护的目的是什么超前支护结构主要有哪些形式 5、盾构隧道衬砌设计方法可分为哪几类其中最常用的是哪一种其是如何考虑管 片接缝的影响 6、简述掘进机法和钻爆法各有哪些特点和适用范围 四分析计算题（共28分） 1、如图1所示，求作用在挡土墙上（墙背光滑，墙后的填土为砂土）的总侧压力（包括主动土压力和水压力），并绘图侧压力分布示意图。（14分） 图1 土层分布及性质指标图 2、某公路隧道采用直墙拱结构，开挖宽度为14.0 m，隧道净高7.0 m。经勘探，隧址区以VI级围岩为主，容重为20kN/m3，计算摩擦角为25o。隧道埋深为26 m。该隧道采用矿山法施工，请判断隧道是深埋还是浅埋，计算隧道垂直围岩压力和水平围岩压力，并绘出隧道围岩压力示意图。（14分）
第一章 衬砌结构的作用：承重和围护。 结构形式影响因素：受力条件、使用要求、施工方案。 结构形式：浅埋式结构、附建式结构、沉井结构、地下连续墙结构、盾构结构、沉管结构、桥梁基础结构、其他结构。 拱形结构的优点： 1.地下结构的荷载比地面结构大，且主要承受垂直荷载。因此，拱形结构就受力性能而言 比平顶结构好。 2.拱形结构的内轮廓比较平滑，只要适当调整拱曲率，一般都能满足地下建筑的使用要求， 并且建筑布置比圆形结构方便，净空浪费也比圆形结构少。 3.拱主要是承压结构。适用于采用抗拉性能较差，抗压性能较好的砖、石、混凝土等材料 构筑。材料造价低，耐久性良好，易维护。 地下建筑与地面建筑结构的区别： 1.计算理论、设计和施工方法。 2.地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂。 3.地下建筑结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上，而且 约束着结构的移动和变形。 岩石地下建筑结构形式 （一）拱形结构：1．贴壁式拱形结构：（1）半衬砌结构（2）厚拱薄墙衬砌结构（3）直墙拱形衬砌（4）曲墙拱形衬砌结构2．离壁式拱形衬砌结构 （二）喷锚结构 （三）穹顶结构 （四）连拱隧道结构 （五）复合衬砌结构 第二章 荷载种类： 静荷载：是指长期作用在结构上且大小、方向和作用点不变的荷载。 动荷载：原子武器和常规武器的爆破冲击波；地震波作用下的动荷载。 活荷载：指在结构物施工和使用期间可能存在的变动荷载，其大小和作用位置都可能变化。其他荷载：混凝土收缩、温度变化、结构沉降、装配误差等。 按其作用特点及使用中可能出现的情况分为以下三类：永久（主要）荷载、可变（附加）荷载和偶然（特殊）荷载。 软土地区浅埋地下工程采用“土柱理论”进行计算。 第三章 弹性地基梁与普通梁的区别： 1.超静定的次数是有限，还是无限。 2.普通梁的支座通常看作刚性支座，即略去地基的变形，只考虑梁的变形；弹性地基梁必 须同时考虑地基的变形。 第四章 国际隧协认为可将其归纳为以下四种模型： 1.以参照已往隧道工程的实践经验进行工程类比为主的经验设计法；
1.3地下建筑工程的特点: 1)工程受力特点不同:地面是先有结构后有荷载,地下结构是先有荷载后有结构 2)工程材料特性的不确定性:空间上不确定,时间上不确定性 3)工程荷载的不确定性 4)破坏模式的不确定性 5)地下建筑工程信息的不完备性和模糊性 6)地下支护结构形式的多样性 1.4地下支护结构的类型: 地下支护结构有:临时支护结构和永久支护结构 支护结构的两个最基本使用要求:一是满足结构强度、刚度要求，以承受诸如水、围岩压力以及一些特殊使用要求的外荷载；二是提供一个能满足使用要求的工作环境，以便保持隧道内部的干燥和清洁。 （1）按设计与施工要求分类 地下建筑结构分为： 1）整体浇注结构：施工时，将地下支护结构整体现浇，一次性施工完成，形成整体型承载结构体。 2）锚喷支护结构：由锚杆、喷射混凝土结构组成的支护结构体 3）复合式衬砌结构：该结构由初期支护结构（锚喷支护）和二次衬砌组成，是应用新奥法理论产生的支护结构，也是我过目前钻爆法中应用最广范的支护结构。 4）管片支护结构：该结构是盾构法或掘进机法施工中最常用的支护结构，环状结构由数个管片组成环形闭合承载结构体。 （2）按用途与功能分为：交通隧道、水工隧道、矿山隧道、城市地下建筑结构、地下工厂、基坑工程、军事与国防工程 2.1地下岩体结构类型： 岩体结构：是指岩体中结构面与结构体的排列组合关系 结构体：是指岩体中被结构面切割围限的岩石块体 结构体常见形状：柱状、板状、楔形、菱形， 2.1.2岩体结构类型： 1)整体与块状结构 2)层状结构 3)碎裂状结构 4）散体状结构 2.2结构面类型与特征 岩体结构面：是指岩体内开裂的和易开裂的面如层理、节理、断层、片理等，又称不连续面。 2.2.1结构面的类型和特征 （1）岩体中结构面的种类： 岩体中有三种结构面： （1）原生结构面：又称成岩结构面，它是在成岩过程中形成的结构界面如：岩浆岩的流层、流纹、冷却、胀缩裂隙及侵入接触面；沉积岩的层理层面、龟裂；变质岩的片理、板理。（2）次生结构面：又称风化结构面、非构造结构面，是岩石受外动力地质作用（风、水、生物等）产生的，如由风化产生的风化裂隙等， （3）构造结构面：指各类岩体在构造运动作用下形成的各种结构面，如劈理、节理、断层、层间错动等 2.4.3结构面的强度特性：
一、填空题（共32分，每空2分） 1.地下建筑分为两大类：一类是修建在___________地下建筑；另一类是修建在___________地下建筑。 2.弹性地基梁可分为___________、___________、___________等三大类。 3.初始地应力一般包括___________和___________。 4.基坑支护结构通常可分为___________和___________两大类。 5.喷锚支护的主要作用是__________。 6.直墙拱结构一般由__________、__________和__________组成。 7.按顶管管道内径大小可分为__________、__________和__________三种。 二、名词解释题（共12分，每题3分） 1.地下建筑结构： 2.重合墙： 3.端墙式洞口： 4.半衬砌结构： 三、单选题（共6分，每题2分） 1.穹顶直墙衬砌分离式结构主要用于无水平压力或水平压力较小的围岩中，（）验算环墙的强度 A. 必须 B.不需 C.根据情况决定是否需要 2.半衬砌结构包括半衬砌结构和（）衬砌结构。 A.厚拱薄墙 B.直墙拱形 C.曲墙 D.复合 3.根据我国管道施工的实际情况，中口径顶管一般指介于（）口径范围的顶管。 A.500-800mm B.800-1800mm C.1800-2500mm 四、简答题（6分） 地下连续墙设计计算的主要内容包括哪些方面？ 五、问答题（共24分，每题8分） 1.顶管技术可用于哪些特殊地质条件下的管道工程？ 2.结合基本建设修建防空地下室与修建单建式工事相比有哪些优越性？ 3.在进行地下建筑结构工程可靠性分析时，应考虑哪些主要方面？ 六、计算题（20分） 验算大型圆形沉井的“抗浮系数”。 已知沉井直径D=68m，地板浇毕后的沉井自重为650100KN，井壁土壤间摩擦力f0=20KN/㎡，5m内按三角形分布，沉井入土深度为h0=26.5m，封底时的地下水静水头H=24m。
地下建筑结构复习第一章绪论 1.1简述地下建筑结构的概念及形式:地下建筑结构即埋置于地层内部的结构。包括衬砌结构和内部结构两部分。要考虑地下结构与周围岩土体的共同作用。地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件和施工技术等因素确定。根据地质情况差异可分为土层和岩层内的两种形式。土层地下建筑结构分为①浅埋式结构②附建式结构③沉井(沉箱)结构④地下连续墙结构⑤盾构结构⑥沉管结构⑦其他如顶管和箱涵结构。岩石地下建筑结构形式主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形，还有如喷锚结构、穹顶结构、复合结构。 1.2简述地下建筑结构设计程序及内容:设计工作一般分为初步设计和技术设计两个阶段;初步设计主要内容:①工程等级和要求,以及静、动荷载标准的确定②确定埋置深度和施工方法③初步设计荷载值④选择建筑材料⑤选定结构形式和布置⑥估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度等主要尺寸⑦绘制初步设计结构图⑧估算工程材料数量及财务概算。技术细节主要内容:①计算荷载②计算简图③内力分析④内力组合⑤配筋设计⑥绘制结构施工详图⑦材料、工程数量和工程财务预算 1.3地下建筑结构的优缺点有哪些:优点①被限定的视觉影响②地表面开放空间③有效的土地利用 ④有效的往来和输送方式⑤环境和利益⑥能源利用的节省和气候控制⑥地下的季节湿度的差异⑧自然灾害的保护⑨市民防卫⑩安全⑾噪声和震动的隔离⑿维修管理缺点①获得眺望和自然采光机会有限②进入和往来的限制③能源上的限制 1.4地下建筑结构的工程特点:①建筑结构替代了原来的地层(承载作用)②地层荷载随施工过程是发生变化的③地质条件影响地层荷载④地下水准结构设计影响大④设计考虑施工、使用的整个阶段⑤地层与结构共同的承载体系⑥地层的成拱效应 1.5地下建筑地下建筑结构地上建筑区别:计算理论设计和施工方法不同，地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂,因为地下建筑结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上，而且约束着结构的移动和变形。第二章地下建筑结构的荷载 2.1地下建筑荷载分哪几类:按其存在的状态,可以分为静荷载（结构自重，岩土体压力）、 动荷载（地震波，爆炸产生冲击）和活荷载（人群物件和设备重量,吊车荷载）三大类 2.2简述地下建筑荷载的计算原则:需进行最不利情况的组合,先进性个别荷载单独作用下的结构
《建筑构造与识图》试卷（答案） 一、单选题（每题1分，共计60分） 1、尺寸起止符号一般用（ D ）绘制。 A . 箭头 B. 中实线 C. 细实线 D. 粗斜短线 2、下列说法中正确的是（ C ）。 A、刚性防水屋面的女儿墙泛水构造与卷材屋面构造是相同的。 B、刚性防水屋面，女儿墙与防水层之间不应有缝，并加铺附加卷材形成泛水。 C、泛水应有足够的高度，一般不小于250mm。 D、刚性防水层内的钢筋在分格缝处应连通，以保持防水层的整体性。 3、相对标高的零点正确的注写方式为（ A ）。 A. ±0.000 B. -0.000 C. +0.000 D.无特殊要求 4、基础埋深不得过小，一般不小于（ D ）。 A. 200mm B. 300mm C. 400mm D. 500mm 5、柔性基础与刚性基础受力的主要区别是（ C ）。 A.柔性基础比刚性基础能承受更大的荷载 B.柔性基础只能承受压力，刚性基础既能承受拉力，又能承受压力
C.柔性基础既能承受压力，又能承受拉力，刚性基础只能承受压力 D.刚性基础比柔性基础能承受更大的拉力 6、肋梁式楼盖荷载的传递途径为（ A ）。 A. 板—次梁—主梁—墙 B. 次梁—主梁—板—墙 C. 板—主梁—次梁—墙 D. 主梁—次梁—板—墙 7、平屋顶隔热的构造做法中没有（B ）。 A. 蓄水隔热 B. 洒水隔热 C.反射降温隔热 D.植被隔热 8、对于（ B ）一般用分轴线表达其位置。 A. 屋架 B. 隔墙 C. 大梁 D. 柱子 9、砖的强度等级符号是（A ）。 A.、 MU B、 MC C、 M D、 C 10、单向板是指板的长边与短边之比为（ C ）的板。 A. ≦2 B. ﹤2 C. ﹥2 D . ≧2 11、厂房高度是指（ D ）。 A.室内地面至屋面 B.室外地面至柱顶 C.室内地面至柱顶 D.室外地面至屋 面
中国地质大学研究生院 硕士研究生入学考试《地下建筑工程设计与施工》考试大纲 试卷结构： （一）内容比例 地下建筑工程设计约40% 地下建筑施工约60% （二）题型比例 名词解释约20% 简答（述）题约40% 论述题约40% 考试内容与要求： 地下建筑工程设计 一、地下建筑结构基本概念 考试内容 地下建筑结构的定义地下建筑结构体系的组成地下建筑工程的特点地下支护结构的类型地下建筑物的用途地下建筑结构的功能与要求 考试要求 1.理解地下建筑结构的定义。 2.了解地下建筑结构体系的组成。 3.理解地下建筑工程的特点。 4.掌握地下支护结构的类型。 5.了解地下建筑物的用途，了解地下建筑结构的功能与要求。 二、地下洞室围岩稳定性分析 考试内容 围岩初始应力场的组成、变化规律和影响因素确定初始应力值的原则和经验围岩应力重分布的计算各类结构围岩的变形特点围岩位移计算理论围岩破坏区范围及塑性松动圈半径的确定方法围岩压力概念围岩压力的计算围岩岩体破坏类型与特征分析围岩失稳分析方法影响围岩稳定的因素支护作用 考试要求 1.理解围岩初始应力场的组成、变化规律和影响因素，了解确定初始应力值的原则和经验。 2.理解围岩重分布应力计算方法，掌握圆形洞室重分布应力的特征，会分析各种形状地下洞室的应力集中特征，掌握圆形洞室弹性和塑性状态下应力变化图，理解应力集中系
数概念。 3.掌握各类结构围岩的变形特点。 4.了解围岩位移计算理论。 5.了解围岩破坏区范围及塑性松动圈半径的确定方法。 6.掌握围岩压力概念，掌握围岩压力的计算理论，掌握围岩特征曲线、支护特征曲线的基本概念，并理解支护与围岩间的平衡关系。 7.掌握围岩岩体破坏类型，理解岩体破坏特征。 8.理解围岩失稳分析的基本步骤，掌握影响围岩稳定的因素与支护作用。 三、地下建筑结构设计方法 考试内容 地下建筑结构计算理论的发展历史地下建筑结构的设计内容常用的地下建筑结构设计方法力学分析法工程类比法新奥法思想与信息化设计法解析计算设计方法不连续面分析方法 考试要求 1.了解地下建筑结构计算理论的发展发展阶段及各阶段的基本特征。 2.了解地下建筑结构的设计内容。 3.了解常用的地下建筑结构设计方法。 4.理解力学分析法的基本思路和步骤。 5.理解工程类比法基本思路。 6.掌握新奥法的基本思想，了解新奥法设计的程序，掌握信息化设计基本原理，了解其基本流程。 7.了解解析计算设计方法基本思路。 8.理解关键块理论的基本原理和方法。 四、围岩分级与初期支护结构设计 考试内容 围岩分级概念“Q”系统围岩分级法与经验设计岩体RSR分级与经验设计 RMR法分级与经验设计我国公路隧道围岩分级方法岩体锚喷支护理论分析法设计软岩锚喷支护结构设计方法 考试要求 1.了解围岩分级概念，了解围岩分级的发展阶段及各阶段的基本特征。 2.了解“Q”系统围岩分级法的原理与特点。 3.掌握采用“Q”系统围岩分级法进行地下建筑结构设计经验设计的基本思路和步骤。了解常用的地下建筑结构设计方法。 4.了解RSR围岩分级法的原理，了解荷载和锚喷支护参数的确定原则。 5.了解RMR围岩分级法的原理，了解锚喷支护参数的确定原则。 6.了解我国公路隧道围岩分级的基本原理，了解锚喷支护参数的确定原则。 7.掌握初期支护结构设计的三种方法及其特点。 8.了解锚喷支护理论分析设计法的基本原理和方法 9.了解采用支护剪切锥理论进行锚喷支护设计的基本原理和方法 五、隧道衬砌结构计算 考试内容
衬砌结构主要是起承重和围护作用。承重，即承受岩土体压力、结构自重以及其它荷载作用；围护，即防止岩土体风化、坍塌、防水、防潮等。 土层地下建筑结构型式:（一）浅埋式结构：（二）附建式结构：（三）沉井结构（四）地下连续墙结构：（五）盾构结构（六）沉管结构：（七）桥梁基础结构（八）其它结构：还包括顶管结构和箱涵结构等 地下建筑与地面建筑结构的区别:（1）计算理论、设计和施工方法（2）地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂。（3）地下建筑结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上，而且约束着结构的移动和变形。计算理论上最主要差别：在地下建筑结构设计中除了要计算因素多变的岩土体压力之外，还要考虑地下结构与周围岩土体的共同作用。 岩石地下建筑结构形式:主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形等。 （一）、拱形结构 1．贴壁式拱形结构 （1）半衬砌结构 （2）厚拱薄墙衬砌结构 （3）直墙拱形衬砌 （4）曲墙拱形衬砌结构 2．离壁式拱形衬砌结构 （二）喷锚结构 （三）穹顶结构 （四）连拱隧道结构 （五）复合衬砌结构 最常用的是拱形结构，具有以下优点：（一）地下结构的荷载比地面结构大，且主要承受垂直荷载。因此，拱形结构就受力性能而言比平顶结构好（二）拱形结构的内轮廓比较平滑，只要适当调整拱曲率，一般都能满足地下建筑的使用要求，并且建筑布置比圆形结构方便，净空浪费也比圆形结构少。（三）拱主要是承压结构。适用于采用抗拉性能较差，抗压性能较好的砖、石、混凝土等材料构筑。材料造价低，耐久性良好，易维护。 普氏压力拱理论：洞室开挖后如不及时支护，洞顶岩土将不断垮落而形成一个拱形，又称塌落拱。其最初不稳定，若洞侧壁稳定，则拱高随塌落不断增高，如侧壁不稳定，则拱高和拱跨同时增大。当洞的埋深较大时塌落拱不会无限发展，最终将在围岩中形成一个自然平衡拱。 荷载种类:按存在状态分为静荷载、动荷载和活荷载;按其作用特点:永久（主要）荷载、可变（附加）荷载和偶然（特殊）荷载. 水土压力分算：砂性土和粉土.水土压力合算：粘性土 围岩压力是指位于地下结构周围变形及破坏的岩层，作用在衬砌或支撑上的压力。 围岩压力可分为围岩垂直压力、围岩水平压力及围岩底部压力。 影响围岩压力的因素:主要与岩体的结构、岩石的强度、地下水的作用、洞室的尺寸与形状、支护的类型和刚度、施工方法、洞室的埋置深度和支护时间等相关。岩体稳定性的关键在于岩体结构面的类型和特征。确定围岩压力的方法:工程类比法,理论计算,现场实测 围岩压力的计算方法:1、按松散体理论计算围岩压力1）垂直围岩压力①浅埋结构上的垂直围岩压力②深埋结构上的垂直围岩压力(普氏理论,抛物线状的天然拱) 2）水平围岩压力3）底部围岩压力2、按弹塑性体理论计算围岩压力芬诺公式3、按围岩分级和经验公式确定围岩压力 初始地应力一般包括自重应力场和构造应力场.自重地应力可由有限元法求得，构造地应力可由位移反分析方法确定.时间效应：Ⅳ级以下围岩一般呈现塑性和流变特性 喷层将受到来自围岩的挤压力。这种挤压力由围岩变形引起，常称作“形变压力” 释放荷载等效结点力的求法：一：根据结点力静力等效原则——单元应力法.二：洞周边界等效结点力法 弹性抗力大小和作用范围的描述方法1）局部变形理论2）共同变形理论 文克尔假定的局部变形理论:假定围岩在某点的弹性抗力和围岩在该点的变形成正比 弹性地基梁，是指搁置在具有一定弹性地基上，各点与地基紧密相贴的梁。 弹性地基梁与普通梁的区别：1弹性地基梁是无穷多次超静定结构。普通梁是静定的或有限次超静定的结构超静定次数是无限还是有限，这是它们的一个主要区别。2普通梁的支座通常看作刚性支座，弹性地基梁则必须同时考虑地基的变形。地基的变形是考虑还是略去，这是它们的另一个主要区别。
一、简述题 1围岩压力是什么？分为哪几类？举例说明与哪些因素有关？ 在围岩发生变形时及时进行衬砌或围护，阻止围岩继续变形，防止围岩塌落，则围岩对衬砌结构就要产生压力，即所谓的围岩压力。 围岩压力分为围岩垂直压力、围岩水平压力和围岩底部压力 岩石的强度、岩体的结构（如结合岩体结构分析围岩压力，则可认为火成岩系整体状结构，未曾或只经过轻微的区域构造变动，在没有断层和不良软弱结构面的不利组合时，这种岩体的完整性好、强度高，设计计算时可不考虑围岩压力。而碎块状岩体结构，因其完整性差，围岩压力较大。）地下水（主要表现为削弱岩体的强度，加速围岩的风化，从而导致围岩压力增大。）洞室尺寸与形状（尺寸较小的圆形和椭圆洞室产生的围岩压力较小，而尺寸较大的矩形和梯形洞室产生的围岩压力则较大，因为后者易在顶部围岩中出现较大的拉应力，并在两边转角处出现明显的应力集中。）施工方法、支护时间、支护的类型和刚度及洞室建成后的使用年限有关 2对于深埋结构的垂直围岩压力计算，简述普氏理论和太沙基理论的原理。普氏理论（将真正的岩体代之以某种具有一定特性的特殊松散体，以便采用与理想松散体完全相同的计算方法。）太沙基（也将岩体视为散粒体。他认为坑道开挖后，其上方的岩体将因坑道变形而下沉，产生如图所示的错动面OAB ，假定作用在任何水平面上的竖向压力是均布的。） 3 按衬砌与地层相互作用考虑方式的不同，地下结构计算方法可大致区分为哪两类，简述其含义。 荷载结构法（认为地层对结构的作用只是产生作用在地下结构上的荷载（包括主动的地层压力和被动的地层抗力)，以计算衬砌在荷载作用下产生的内力和变形的方法。弹性连续框架(含拱形)法、假定抗力法和弹性地基梁(含曲梁和圆环)法等可归于荷载结构法） 地层结构法（认为衬砌与地层一起构成受力变形的整体，并可按连续介质力学原理来计算衬砌和周边地层内力的计算方法 常见的关于圆形衬砌的弹性解、粘弹性解和弹塑性解等都归属于地层结构法） 4 简述浅埋式矩形框架结构的计算原理。 结构计算通常包括三方面的内容，即:荷载计算:顶板上荷载计算：作用于顶板上的荷载，包括有顶板以上的覆士压力、水压力、顶板自重、路面荷载以及特载。 底板上荷载计算：地基反力为直线分布。作用于底板上的荷载可按下式计算 t q L p q q 底顶底＝++∑， 侧墙上荷载计算 侧墙 上所受的荷载有土层的侧向土压力、水压力及特载。 内力计算 ： 计算简图、截面选择、计算方法 （闭合框架一般可采用位移法计算，当不考虑线位移的影响时，则以力矩分配法为简便。在多层多跨的复杂情形可借助于计算机计算。）设计弯矩、剪力及轴力的计算 截面设计，地下矩形闭合框架结构的构件(顶板、侧墙、底板)均按偏心受压构件进行截面验算 抗浮验算 5 浅埋式结构节点设计弯矩和计算弯矩有何区别？如何计算节点的设计弯矩。用位移注或力矩分配法解超静定结构时，直接求得的是节点处的内力(即构件轴线相交处的内力) ，然后利用平衡条件可以求得各杆任意截面的内力。节点弯矩(计算弯矩)虽然比附近截面的弯矩为大，但其对应的截面高度是侧墙的高度，所以，实际不利的截面(弯矩大而截面高度又小)则是侧墙边缘处的截面，对应这个截面的弯矩称为设计弯矩。
《地下建筑结构》课程教学大纲 课程编号：031190 学分：3 总学时：51 大纲执笔人：张子新大纲审核人：丁文其
一、课程性质与目的 《地下建筑结构》是土木工程专业限定选修课，是从事地下建筑工程设计与施工的专业课程。 通过本课程的学习，使学生掌握或了解地下建筑结构设计的基本原理和设计计算方法，能够根据地下结构所处的不同介质环境、使用功能和施工方法设计出安全、经济和合理的结构。
二、课程基本要求 通过学习，学生在掌握地下建筑结构理论和应用知识方面应该达到如下要求：（其中基础理论部分为必须达到；工程应用部分因工程类型繁多，可根据实际需要按课内学时分配表选用。
1、了解地下建筑结构的概念和作用，熟悉土层和岩石中地 下结构的常见结构形式和结构设计的一般程序与内容； 2、了解土层和岩石地下衬砌结构的荷载，了解结构弹性抗 力的概念和计算理论，掌握常见荷载的计算方法和弹性抗力的局部变形理论计算方法。 3、了解地道式结构适用环境和构造，掌握拱形衬砌结构的 设计计算内容和方法； 4、了解地层与地下结构共同作用的概念、分析原则和工程 应用。
1、了解各种隧道结构的适用环境和构造，掌握拱形衬砌结 构的设计计算内容和方法。 2、了解浅埋式地道结构的形式、构造特点。掌握矩形框架 结构的分析与设计方法。 3、了解附建式地下结构（地下室）的结构选型和设计计算 内容，掌握常见地下室结构的设计计算方法。 4、了解盾构隧道和顶管隧道的功能和适用环境，了解顶管 结构的设计计算内容和方法，掌握盾构隧道结构的设计
计算方法和构造要求。 5、了解沉井、沉管结构的类型和特点，了解沉管结构的设 计计算内容和方法，掌握沉井结构的设计计算和构造处理。 6、了解喷锚结构的概念和设计计算方法，熟悉新奥法的原 理和实际运用。 7、了解基坑工程围护结构的主要类型和构造。掌握水泥 土、地下连续墙等围护结构的设计方法。掌握支撑体系的设计方法。
名词解释 地铁:大城市中主要在地下修建隧道，铺设轨道，以电动列车运送乘客的公共交通体系 干舷：管段在浮运时，为保持稳定，必须使其管顶露出水面，露出的高度就称作干舷 站台高度：是指线路走行轨道顶面至站台地面的高度 站台实际高度：线路走行轨下面结构底板面至站台地面的高度。包括走行轨顶面至道床地面的高度。 浅埋式结构：是指其覆盖土层较薄，不满足压力拱成拱条件或软土底层中覆盖层厚度小于结构尺寸的地下结构 顶管法：是采用液压千斤顶或具有顶进，牵引功能的设备，以顶管工作丼作承压壁，将管子按设计高程，方位坡度逐根顶入土层直达到目的地的一种修建隧道或地下管道的施工方法中继接力原理 锚喷支护：是由喷射混凝土，锚杆，钢筋网组成的喷锚联合支护或喷锚联合支护 限界：地铁是沿固定轨道调整运行的物体，它需要在特定的空间中运行，根据各种参数和特性，经计算确定的空间尺寸称为限界 地铁建筑限界：为保证地铁在特定空间里的安全运行，根据车辆的轮廓尺寸和技术参数、设备安装等综合因素设计，包括有设备限界和车辆限界的空间尺寸。 附建式地下结构：它是指根据一定的防护要求修建的附属于较坚固的建筑物的地下室 盾构法：它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。 浅埋式结构大体可以归纳为：直墙拱形结构，矩形框架，梁板式结构 变形缝主要分三类：嵌缝式，贴附式，埋入式 在我国防空地下室所选用的结构形式主要有以下几种：梁板结构，板柱结构，箱型结构，其他机构 顶进力的影响因素;1顶进过程中的摩擦阻力2管端的贯入阻力 衬砌的按材料及形式分类：1钢筋混凝土管片2铸铁管片3钢管片4复合管片 盾构组成：盾构壳体，推进系统，拼装系统，出土系统等 基坑围护结构可分为：桩式围护体系和重力式围护体系 中继环构造包括短冲程千斤顶组（冲程为150~300mm，规格、性能要求一致），液压、电器和操作系统，壳体与千斤顶紧固件、止水密封圈，承压法兰片 简答题 嵌缝式的优点是造价低，施工易，但在有压水中防水效能不良，仅适于地下水较少的地区或防水要求不高的工程中 贴附式：其优点是橡胶平板年久老化后可以拆换，缺点是不易使橡胶平板和钢板秘贴 埋入式：其优点是防水效果可靠，但橡胶老化问题需要改进 选择地下建筑结构形式时考虑的因素:使用功能，地质条件，施工技术 决定采用深埋式还是浅埋式的因素:建筑物的使用要求，环境条件，地质条件，防护等级，施工能力。 一地下空间规划的内容： 1收集和调整基础资料2根据地下空间的发展预测提出发展规模和主要技术指标3 根据地下空间的开发的功能确定平面布局和竖向布局4 提出各专业的地下空间规划原则和控制要求5 安排城市地下空间的开发利用的近期建设项目为单项工程设计提供依据6 依据建设的需要和可能，提出实施规划的措施与方案 二地下工程的优缺点
地下建筑结构试题卷参考答案及评分标准………………装…………………订……………线……………… 考试科目：地下建筑结构考试方式：开卷试卷类型： 系部：建工系专业班级：土木工程1102 1103班学期：2014-2015学年第一学期 一、问答题 1.简述地下建筑结构的概念及其形式10s 概念：地下建筑结构，即埋置于地层内部的结构，通常包括在地下开挖的各种隧道与洞室。 2s 地下结构断面形式: 矩形;梯形;多边形;直墙拱形;曲墙拱形，扁圆形;圆形 2s 土层地下建筑结构: 浅埋式结构:附建式结构:沉井(沉箱)结构:地下连续墙结构: 盾构结构:沉管结构:其他结构如顶管结构和箱涵结构 2s 岩石地下建筑结构: (一) 拱形结构: 1.贴壁式拱形结构。 半衬砌结构;厚拱薄墙衬砌结构;直墙拱形衬砌结构;曲墙拱形衬砌结构
2.离壁式拱形衬砌结构 2s (二)喷锚支护; (三)穹顶结构 (四)连拱衬砌结构; (五)复合衬砌结构 2s 2.简述衬砌的结构形式、特点及适用条件12s 1).就地灌注整体式混凝土衬砌 1s 适用于矿山法施工，日围岩可以在短时间内稳定，也通用于采用明挖法施工的衬砌形式。衬砌的表面整齐美观，进度快．质量容易控制。模筑衬砌包括砖石衬砌、片石混凝土衬砌、钢筋混凝土和整体的混凝土衬砌。 2s 2). 锚喷支护 1s 常用于矿山法施工，它可以在坑道开挖后及时施设．因此．能有效地限制洞周位移保护作业人员的安全，避免局部产生过大的变形。由于其为柔性结构，能有效地利用围岩的自承能力维持洞室稳定，其受力性能由于整体式衬砌。 2s 3). 预制拼装衬砌 1s 拼装衬砌由预制构件在现场拼装而成，一般为圆形，主要用于盾构法〔TBM )施工的隧道。其支护特点有坚实稳固、作用快。 2s 4). 复合式衬砌 1s
《地下建筑结构》课程期末考试备考过关题库合集 一、单选题 1. 地下建筑结构被应用于铁路、公路、矿山、水电、国防、城市地铁、人行通道、立交地道及城市建设等许多领域，下列属于土层地下建筑结构的是（） A.直墙拱形 B.曲墙拱形 C.穹顶结构 D.沉井（沉箱）结构 [答案]:D 2.按照多年来地下建筑结构设计的实践，我国采用的设计方法可分为四种设计模型，下列选项中不属于这四种设计模型的是（） A.荷载—结构模型 B.摩尔库伦模型 C.经验类比模型 D.收敛限制模型 [答案]:B 3.下列不属于我国常见的防空地下室结构类型的是（） A.梁板式结构 B.框架结构 C.单跨或多跨拱和折板结构 D.箱形结构
[答案]:B 4. 在顶管工程中什么情况下需要采用中继接力顶进技术？在长距离顶管工程中，由于施工中的土层变化及其他因素，常会使顶力发生突变，为了安全的需要，中继环的设计一般偏保守，下列情况中，不需考虑设置中继环的是（） A.总顶力超过了主千斤顶的最大顶力 B.总顶力超过了前壳体的强度 C.总顶力超过了管道的强度 D.总顶力超过了后背的强度 [答案]:B 5.根据我国管道施工的实际情况，中口径顶管一般指（）口径范围的顶管。 [答案]:B 6.在中硬岩层中，拱顶所受的力可通过拱脚大部分传给岩体，充分利用岩石的强度，使边墙所受的力大为减少，从而减少边墙的厚度，形成（） A.半衬砌结构 B.直墙拱形衬砌结构 C.厚拱薄墙衬砌结构
D.曲墙拱形衬砌结构 [答案]:C 7.在很差的岩层中，岩体松散破碎且易于坍塌，衬砌结构一般由拱圈、曲线形侧墙和仰拱底板组成，形成（） A.半衬砌结构 B.直墙拱形衬砌结构 C.厚拱薄墙衬砌结构 D.曲墙拱形衬砌结构 [答案]:D 8. 下列选项中，哪一项为连拱隧道的优点（） A. 双洞轴线间距很小 B. 设计简单 C. 施工工期短 D. 工程造价低 [答案]:A 9. 下列选项中，哪一项为直接法的缺点（） A.适用范围窄 B.不可用于线性问题的反分析 C.不可用于非线性问题的反分析 D.计算工作量大 [答案]:D
读书破万卷下笔如有神 习题集 第一篇总论 第一章绪论 思考题 1.1简述地下建筑结构的概念及其型式。 1.2 地下建筑结构，其特征与地上建筑结构有何区别？ 1.3 地下工程按使用功能分类主要内容有哪些？ 1.4 地下工程机构的设计理论和方法主要包括哪些？ 1.5 简述地下建筑结构设计程序及内容。 第二章地下建筑结构的荷载 思考题 2.1地下建筑荷载分为哪几类,常用的组合原则有哪些。 2.2简述地下建筑荷载的计算原则？ 2.3简述土压力可分为几种形式？其大小关系如何？ 2.4静止土压力是如何确定的？ 2.5库伦理论的基本假定是什么？并给出其一般土压力计算公式？ 2.6 应用库伦理论，如何确定粘性土中的土压力大小？ 2.7 简述朗肯土压力理论的基本假定？ 2.8 如何计算分层土的土压力？ 2.9 不同地面超载作用下的土压力是如何计算的？ 2.10 考虑地下水时的水平压力是如何计算的？水土分算与水土合算有何区别？各自的适用情况如何？ 2.11 简述围岩压力的概念及其影响因素。 2.12 简述围岩压力计算的两种理论方法？二者有何区别？ 2.13 简述弹性抗力的基本概念？其值大小与哪些因素有关？ 2.14 什么是“脱离区”？ 2.15 什么是弹性抗力，影响因素有哪些？目前确定弹性抗力的理论有哪些？ 2.16 简述温克尔假定。 2.17 简述坑道开挖前原始岩体中的应力状态和开挖坑道后围岩中的应力状态。 习题 2.1 用朗肯土压力公式计算图示挡土墙上主动土压力分布及其合力。已知填土为砂土，填土面作用均不荷载q＝20kPa。(土的物理指标见下图） 2.2 用水土分算法计算图示挡土墙上主动土压力分布及水压力分布图及其合力。已知填土为土的物理指标见下图）(砂土。． 读书破万卷下笔如有神