地下建筑结构复习样本

地下建筑构造复习第一章绪论1.1简述地下建筑构造概念及形式:地下建筑构造即埋置于地层内部构造。

涉及衬砌构造和内部构造两某些。

要考虑地下构造与周边岩土体共同作用。

地下建筑构造形式重要由使用功能、地质条件和施工技术等因素拟定。

依照地质状况差别可分为土层和岩层内两种形式。

土层地下建筑构造分为①浅埋式构造②附建式构造③沉井(沉箱)构造④地下持续墙构造⑤盾构构造⑥沉管构造⑦其她如顶管和箱涵构造。

岩石地下建筑构造形式重要涉及直墙拱形、圆形、曲墙拱形，尚有如喷锚构造、穹顶构造、复合构造。

1.2简述地下建筑构造设计程序及内容:设计工作普通分为初步设计和技术设计两个阶段;初步设计重要内容:①工程级别和规定,以及静、动荷载原则拟定②拟定埋置深度和施工办法③初步设计荷载值④选取建筑材料⑤选定构造形式和布置⑥估算构造跨度、高度、顶底板及边墙厚度等重要尺寸⑦绘制初步设计构造图⑧估算工程材料数量及财务概算。

技术细节重要内容: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绘制构造施工详图⑦材料、工程数量和工程财务预算1.3地下建筑构造优缺陷有哪些:长处①被限定视觉影响②地表面开放空间③有效土地运用④有效往来和输送方式⑤环境和利益⑥能源运用节约和气候控制⑥地下季节湿度差别⑧自然灾害保护⑨市民防卫⑩安全⑾噪声和震动隔离⑿维修管理缺陷①获得眺望和自然采光机会有限②进入和往来限制③能源上限制1.4地下建筑构造工程特点:①建筑构造代替了本来地层(承载作用)②地层荷载随施工过程是发生变化③地质条件影响地层荷载④地下水准构造设计影响大④设计考虑施工、使用整个阶段⑤地层与构造共同承载体系⑥地层成拱效应1.5地下建筑地下建筑构造地上建筑区别:计算理论设计和施工办法不同，地下建筑构造所承受荷载比地面构造复杂,由于地下建筑构造埋置于地下，其周边岩土体不但作为荷载作用于地下建筑构造上，并且约束着构造移动和变形。

第二章地下建筑构造荷载2.1地下建筑荷载分哪几类:按其存在状态,可以分为静荷载（构造自重，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简述地下建筑荷载计算原则:需进行最不利状况组合,先进性个别荷载单独作用下构造各部件截面内力,再进行最不利内力组合,得出各设计控制截面最大内力。

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、积极土压力力Ea、被动土压力Ep,则Ep>E0>Ea2.4静止土压力是如何拟定:在挡土构造在土压力作用下，构造不发生变形和任何位移,背后填土处在弹性平衡状态,则作用于构造上侧向土压力,称为静止土压力。

静止土压力可依照半无限弹性体应力状态求解。

2.5库仑理论基本假设是什么？并给出其普通土压力计算公式:基本假设:①挡土墙墙后土体为均质各向同性无黏性土②挡土墙是刚性且长度很长,属于平面应变问题③挡土墙后土体产生积极土压力或被动土压力时,土体形成滑动碶体,滑裂面为通过墙踵平面④墙顶处土体表面可以是水平也可以是倾斜面,倾斜面与水平面夹角为β角⑤在滑裂面和墙背面上切向力分别满足极限平衡条件。

P=γh^2K/22.6应用库仑理论如何拟定黏性土中土压力大小:库仑土压力理论是依照无黏性土状况导出,没有考虑黏性土黏聚力,因而,当挡土构造处在黏性土层时,应当考虑黏聚力有利影响。

在工程实践中可采用换算等效内摩擦角来进行计算或在库仑理论基本上,考虑土黏聚力作用可合用填土表面为一倾斜平面,其上作用有均布超载普通状况。

2.7简述朗肯土压力理论基本假设:基本假定:①挡土墙背竖直,墙面光滑,不计墙面与土层之间摩擦力 挡土墙后填土表面为水平面,土体向下和沿水平方向都能伸展到无穷,即为半无限空间 挡土墙后填土处在极限平衡状态2.8如何计算分层土土压力:采用凑合办法,按转换成相应当量土层,分两种状况①按第i层土物理力学指标计算第i层土压力②按第1－i层土加权平均指标进行计算2.9考虑地下水时水平压力如何计算: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,对黏性土可依照现场状况和工程经验,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侧压力。

水土合算是采用土饱和重度计算总水、土压力。

稳态渗流时水压力计算2.10简述围岩压力概念及影响因素:围岩压力就是指位于地下构造周边变形或破坏岩层,作用在衬砌构造或支撑构造上压力。

分为围岩垂直压力、围岩水平压力、围岩底部压力。

影响围岩压力因素诸多,重要与岩体构造、岩石强度、地下水作用、洞室尺寸与形状、支护类型和刚度、施工办法、洞室埋置深度和支护时间等因素有关。

其中岩体稳定性核心之一在于岩体构造面类型和特性。

2.11简述围岩压力计算两种理论办法？两者有何区别:两种理论分别为①按松散体理论计算围岩压力,本地下构造上覆岩层较薄时。

普通以为覆盖层所有岩体重量作用于地下构造。

这时地下构造所受围岩压力就是覆盖层岩石柱重量。

深埋构造是指地下构造埋深大到这样一种限度,以致两侧摩擦阻力远远超过了滑移柱重量,深埋构造围岩压力是研究地下洞室上方一种局部范畴内压力现象某些岩体稳定性,这某些岩体称为岩石拱,只有如下岩体重量对构造产生压力,称此为压力拱,为二次抛物曲线。

水平围岩压力只对较松软岩层才考虑。

由于围岩隆起而对衬砌底板产生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简述弹性抗力基本概念？其值大小与哪些因素关于:地下建筑构造除承受积极荷载作用外（如围岩压力、构造自重等）,还承受一种被动荷载,即地层弹性抗力。

岩土体将制止构造变形,从而产生了对构造反作用力,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但决定于构造变形,还与地层物理力学性质有着密切关系。

2.13如何拟定弹性抗力:当前有两种理论,一种是局部变形理论,以为弹性地基某点上施加外力只会引起该点沉陷。

另一种是共同变形理论,即以为弹性地基上一点外力,不但引起该点发生沉陷,并且还会引起附近一定范畴地基沉陷2.14简述温克尔假定:假设以为地层弹性抗力与构造变位成正比。

2.15如何考虑初始地应力、释放荷载和开挖效应:初始地应力拟定对岩石地层,可分为自重地应力和狗找地应力两某些,而土层普通仅有自重地应力。

围岩与支护间形变压力传递，是一种随时间推动而逐渐发展过程。

此类现象称时间效应。

有限元分析中,形变压力常在计算过程中同步拟定,而作为开挖效应模仿,直接施加荷载是在开挖边界上施加释放荷载。

释放荷载可有已知初始地应力或与前一步开挖相应应力场拟定。

2.16分析新奥法和锚喷支护联系和区别:新奥法和锚喷支护两者都可以增长围岩稳定性,在地下工程中应用广泛。

新奥法是应用岩体力学理论,以维护和运用围岩自承能力为基点,采用锚杆和喷射混凝土为重要支护手段,及时进行支护,控制围岩变形和松弛,使围岩成为支护体系构成某些,并通过对围岩和支护量测、监控来指引隧道施工和地下工程设计施工办法和原则。

喷锚支护是指借高压喷射水泥混凝土和打入岩层中金属锚杆联合伙用(依照地质状况也可分别单独采用)加固岩层,分为暂时性支护构造和永久性支护构造。

喷混凝土可以作为洞室围岩初期支护,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体系,防止岩体松动、分离。

2.17何如区别深浅埋:深浅埋隧道分界深度为2~2.5倍塌方平均高度值；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,把地基模仿为刚性支座上一系列独立弹簧,没有反映地基变形持续性,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土层,下部为坚硬岩石,成果比较满意。

第二种模型是半无限体弹性地基模型,提出另一种假设:把地基看作一种均质、持续、弹性半无限体，可把弹性力学结论做为计算基本。

其中弹性假设没有反映土壤非弹性性质,均质假设没有反映土壤不均匀性,半无限体假设没有反映地基分层特点。

3.2简述弹性地基梁与普通梁区别:①普通梁只在有限个支座处与基本相连，梁所受支座反力是有限个未知力,因而,普通梁是静定或有限次超静定构造。

弹性地基梁与地基持续接触,梁所受反力是持续分布,也就是说弹性地基梁具备无穷各种支点和无穷各种未知反力。

无穷多次超静定②普通梁支座普通看作是刚性支座,即略去地基变形,只考虑梁变形,而弹性地基梁必要同步考虑地基变形。

事实上梁与地基是共同变形。

3.3简述弹性特性系数α含义及其拟定公式:α是与梁和地基弹性性质有关一种综合参数,反映了地基梁与地基相对刚度,对地基梁受力特性和变形有重要影响，普通把α称为特性系数,αλ称为换算长度。

计算公式4KEI或4KbEI3.4何为弹性地基短梁、长梁及刚性梁？有什么区别:当弹性地基梁换算长度1<λ<2.75时,属于短梁,它是弹性地基梁普通状况。

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换算长度均不不大于2.75时,可忽视该荷载对梁端影响,此类梁称为无限长梁,若荷载作用点仅距梁一端换算长度不不大于2.75时可忽视该荷载对这一端影响,而对另一端影响不能忽视,此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,可以为梁是绝对刚性。

划分原则重要根据梁实际长度与梁和地基相对刚度之乘积。

3.5弹性地基梁:指搁置在具备一定弹性地基上，各点与地基紧密相贴梁。

第四章地下建筑构造计算办法4.1简述地下建筑构造计算理论发展过程:地下建筑计算理论建立了典型假定抗力办法、弹性地基梁力法、角变位移法及不平衡力矩与侧力传播法等4.2简述地下建筑构造计算办法类型及含义:①以参照以往隧道工程实践经验进行工程类比为主经验设计法②以现场量测和实验室实验为主实用设计办法，例如以洞周位移量测值为依照收敛—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计算法等④持续介质模型,涉及解析法和数值法,解析法中有封闭解,也有近似解,数值计算法当前重要是有限元法。

国内采用计算办法重要有荷载—构造模型,地层—构造模型,经验类比法,收敛限制模型（或称特性线法,计算理论也是地层构造法）4.3试述荷载构造法、地层构造法基本含义和重要区别:荷载构造模型以为地层对构造作用只是产生作用在地下建筑构造上荷载(涉及积极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,与其相应计算办法称为荷载构造,(弹性持续框架(含拱形)法、假定抗力法和弹性地基梁(含曲梁和圆环)法等可归于荷载构造法）.设计原理是以为隧道开挖后地层作用重要是对衬砌构造产生荷载,衬砌构造应能安全可靠地承受地层压力等荷载作用。