地下建筑結(jié)構(gòu)課件

1、地下建筑結(jié)構(gòu)地下建筑結(jié)構(gòu)荷載地下建筑結(jié)構(gòu)荷載地下建筑結(jié)構(gòu)地下建筑結(jié)構(gòu)-2地下建筑結(jié)構(gòu)本講內(nèi)容本講內(nèi)容荷載種類(lèi)和組合荷載種類(lèi)和組合荷載確定方法荷載確定方法巖土體壓力的計(jì)算方法巖土體壓力的計(jì)算方法初始地應(yīng)力、釋放荷載與開(kāi)挖效應(yīng)初始地應(yīng)力、釋放荷載與開(kāi)挖效應(yīng)彈性抗力彈性抗力其他荷載其他荷載123456地下建筑結(jié)構(gòu)1. 1. 荷載種類(lèi)和組合荷載種類(lèi)和組合荷載種類(lèi)荷載種類(lèi)按存在狀態(tài)可分為：按存在狀態(tài)可分為：靜荷載、動(dòng)荷載和活荷載靜荷載、動(dòng)荷載和活荷載等等 靜荷載：又稱(chēng)恒載。是指靜荷載：又稱(chēng)恒載。是指長(zhǎng)期作用長(zhǎng)期作用在結(jié)構(gòu)上且大小、在結(jié)構(gòu)上且大小、方向和作用點(diǎn)不變的荷載，如結(jié)構(gòu)自重、巖土體壓力方向和作用點(diǎn)

2、不變的荷載，如結(jié)構(gòu)自重、巖土體壓力和地下水壓力等和地下水壓力等 ；動(dòng)荷載：要求具有一定防護(hù)能力的地下建筑物，需考動(dòng)荷載：要求具有一定防護(hù)能力的地下建筑物，需考慮慮原子武器和常規(guī)武器（炸彈、火箭）爆炸沖擊波壓原子武器和常規(guī)武器（炸彈、火箭）爆炸沖擊波壓力力荷載，這是瞬時(shí)作用的動(dòng)荷載；在抗震區(qū)進(jìn)行地下荷載，這是瞬時(shí)作用的動(dòng)荷載；在抗震區(qū)進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)計(jì)算地震波地震波作用下的動(dòng)荷載作用作用下的動(dòng)荷載作用 地下建筑結(jié)構(gòu)1. 1. 荷載種類(lèi)和組合荷載種類(lèi)和組合荷載種類(lèi)荷載種類(lèi)活荷載活荷載：是指在結(jié)構(gòu)物施工和使用期間：是指在結(jié)構(gòu)物施工和使用期間可能存在的變可能存在的變動(dòng)荷載動(dòng)荷載

3、，其大小和作用位置都可能變化，如地下建筑，其大小和作用位置都可能變化，如地下建筑物內(nèi)部的樓地面荷載（人群物件和設(shè)備重量）、吊車(chē)物內(nèi)部的樓地面荷載（人群物件和設(shè)備重量）、吊車(chē)荷載、落石荷載等。地面附近的堆積物和車(chē)輛對(duì)地下荷載、落石荷載等。地面附近的堆積物和車(chē)輛對(duì)地下結(jié)構(gòu)作用的荷載以及施工安裝過(guò)程中的臨時(shí)性荷載結(jié)構(gòu)作用的荷載以及施工安裝過(guò)程中的臨時(shí)性荷載 其它荷載其它荷載：使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的各種因素中，除：使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的各種因素中，除有以上主要荷載的作用外，通常還有：有以上主要荷載的作用外，通常還有：混凝土材料收混凝土材料收縮縮（包括早期混凝土的凝縮與日后的干縮）受到約束（包括早期混凝

4、土的凝縮與日后的干縮）受到約束而產(chǎn)生的內(nèi)力；而產(chǎn)生的內(nèi)力； 地下建筑結(jié)構(gòu)地下建筑結(jié)構(gòu)1. 1. 荷載種類(lèi)和組合荷載種類(lèi)和組合荷載組合荷載組合按存在狀態(tài)可分為：靜荷載、動(dòng)荷載和活荷載等按存在狀態(tài)可分為：靜荷載、動(dòng)荷載和活荷載等 各種荷載對(duì)結(jié)構(gòu)可能不是同時(shí)作用，需進(jìn)行最不利情況的組各種荷載對(duì)結(jié)構(gòu)可能不是同時(shí)作用，需進(jìn)行最不利情況的組合。先計(jì)算個(gè)別荷載單獨(dú)作用下的結(jié)構(gòu)各部件截面的內(nèi)力，再進(jìn)合。先計(jì)算個(gè)別荷載單獨(dú)作用下的結(jié)構(gòu)各部件截面的內(nèi)力，再進(jìn)行最不利的內(nèi)力組合，得出各設(shè)計(jì)控制截面的最大內(nèi)力。最不利行最不利的內(nèi)力組合，得出各設(shè)計(jì)控制截面的最大內(nèi)力。最不利的荷載組合一般有以下幾種情況：的荷載組合一般有

5、以下幾種情況：（一）靜載；（一）靜載；（二）靜載（二）靜載+ +活載；活載；（三）靜載（三）靜載+ +動(dòng)載（原子爆炸動(dòng)載、炮（炸）彈動(dòng)載）動(dòng)載（原子爆炸動(dòng)載、炮（炸）彈動(dòng)載） 地下建筑結(jié)構(gòu)2. 2. 荷載的確定方法荷載的確定方法確定依據(jù)確定依據(jù)-1-1. .1 1、依據(jù)規(guī)范依據(jù)規(guī)范：當(dāng)前在地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中試行的規(guī)：當(dāng)前在地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中試行的規(guī)范、技術(shù)措施、條例等有多種。有的仍沿用地面建筑范、技術(shù)措施、條例等有多種。有的仍沿用地面建筑的設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵守各有關(guān)規(guī)范的設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵守各有關(guān)規(guī)范 。地下建筑結(jié)構(gòu)2. 2. 荷載的確定方法荷載的確定方法確定依據(jù)確定依據(jù)-2-2. .2

6、2、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) （1 1）根據(jù)建筑用途、防護(hù)等級(jí)、地震等級(jí)等確定。）根據(jù)建筑用途、防護(hù)等級(jí)、地震等級(jí)等確定。 （2 2）地下建筑結(jié)構(gòu)材料的選用）地下建筑結(jié)構(gòu)材料的選用 （3 3）地下襯砌結(jié)構(gòu)一般為超靜定結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力在彈性階）地下襯砌結(jié)構(gòu)一般為超靜定結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力在彈性階段可按結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算。考慮抗爆動(dòng)載時(shí)，允許考慮由段可按結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算?？紤]抗爆動(dòng)載時(shí)，允許考慮由塑性塑性變形變形引起的內(nèi)力重分布。引起的內(nèi)力重分布。 （4 4）截面計(jì)算原則）截面計(jì)算原則( (混凝土、磚石、鋼筋混凝土混凝土、磚石、鋼筋混凝土) ) （5 5）安全系數(shù)）安全系數(shù) （6 6）材料強(qiáng)度指標(biāo)）材料強(qiáng)度指標(biāo)地下建筑結(jié)構(gòu)3

7、. 3. 巖土體壓力計(jì)算巖土體壓力計(jì)算主要荷載主要荷載. .u結(jié)構(gòu)自重、結(jié)構(gòu)自重、u地層壓力地層壓力( (土壓力、圍巖壓力土壓力、圍巖壓力) )u彈性抗力、彈性抗力、u地下水靜水壓力、地下水靜水壓力、u車(chē)輛和設(shè)備重量、車(chē)輛和設(shè)備重量、u其他使用荷載其他使用荷載 （灌漿壓力、局部落石、施工荷載、溫（灌漿壓力、局部落石、施工荷載、溫度變化或混凝土收縮應(yīng)力）度變化或混凝土收縮應(yīng)力）難題？難題？地下建筑結(jié)構(gòu)地下建筑結(jié)構(gòu)3.1 3.1 土壓力計(jì)算土壓力計(jì)算. .土壓力土壓力：土與擋土結(jié)構(gòu)之間相互作用的結(jié)果：土與擋土結(jié)構(gòu)之間相互作用的結(jié)果擋土墻：擋土墻：土壓力被動(dòng)土壓力靜止土壓力主動(dòng)土壓力位移墻向前移墻身

8、后移圖2.1 墻身位移與土壓力關(guān)系 地下建筑結(jié)構(gòu)靜止土壓力的計(jì)算靜止土壓力的計(jì)算圖2.3 靜止土壓力計(jì)算圖式 zc（2-1）地下建筑結(jié)構(gòu)其側(cè)向壓力與豎直方向壓力之間的關(guān)系為： )32(1)22(oocookzkkp地下建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)典土壓力之一經(jīng)典土壓力之一庫(kù)倫土壓力庫(kù)倫土壓力庫(kù)倫理論的庫(kù)倫理論的基本假定基本假定 庫(kù)倫理論是由法國(guó)科學(xué)家?guī)靷悾◣?kù)倫理論是由法國(guó)科學(xué)家?guī)靷悾–oulomb, C.A.Coulomb, C.A.）于）于17731773年年發(fā)表的，主要是針對(duì)擋土墻的計(jì)算，其計(jì)算的基本假定為（圖發(fā)表的，主要是針對(duì)擋土墻的計(jì)算，其計(jì)算的基本假定為（圖2.42.4）擋土墻墻后土體為均質(zhì)各向同性的

9、無(wú)粘性土；擋土墻墻后土體為均質(zhì)各向同性的無(wú)粘性土；擋土墻是剛性的且長(zhǎng)度很長(zhǎng)，屬于平面應(yīng)變問(wèn)題；擋土墻是剛性的且長(zhǎng)度很長(zhǎng)，屬于平面應(yīng)變問(wèn)題；擋土墻后土體產(chǎn)生主動(dòng)土壓力或被動(dòng)土壓力時(shí)，土體形成滑動(dòng)擋土墻后土體產(chǎn)生主動(dòng)土壓力或被動(dòng)土壓力時(shí)，土體形成滑動(dòng)楔體，滑裂面為通過(guò)墻踵的平面；楔體，滑裂面為通過(guò)墻踵的平面；墻頂處土體表面可以是水平面，也可以為傾斜面，傾斜面與水墻頂處土體表面可以是水平面，也可以為傾斜面，傾斜面與水平面的夾角為角；平面的夾角為角；在滑裂面和墻背面上的切向力分別滿(mǎn)足極限平衡條件在滑裂面和墻背面上的切向力分別滿(mǎn)足極限平衡條件 地下建筑結(jié)構(gòu)圖2.4 庫(kù)倫土壓力計(jì)算圖式-=-( )( )=

10、+-地下建筑結(jié)構(gòu)地下建筑結(jié)構(gòu)粘性土中等效內(nèi)摩擦角粘性土中等效內(nèi)摩擦角 1、經(jīng)驗(yàn)法（當(dāng)粘聚力每增加10kPa時(shí)，內(nèi)摩擦角可提高 3-7，平均提高為5）2、根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度相等的原則 )(hctgarctgD（2-21） 2、根據(jù)朗肯土壓力理論進(jìn)行換算 )222()245(2)245(24522tgchtghtgD地下建筑結(jié)構(gòu)換算等效內(nèi)摩擦角實(shí)際內(nèi)摩擦角D=tgD=tg +c圖2.6 等值內(nèi)摩擦角地下建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)典土壓力之二經(jīng)典土壓力之二朗肯土壓力朗肯土壓力基本假定基本假定 朗肯土壓力理論是由英國(guó)科學(xué)家朗肯（朗肯土壓力理論是由英國(guó)科學(xué)家朗肯（RankineRankine）于于18571857年提出。

11、年提出。擋土墻背豎直，墻面為光滑，不計(jì)墻面和土層之間的擋土墻背豎直，墻面為光滑，不計(jì)墻面和土層之間的摩擦力；摩擦力； 擋土墻后填土的表面為水平面，土體向下和沿水平方擋土墻后填土的表面為水平面，土體向下和沿水平方向都能伸展到無(wú)窮，即為半無(wú)限空間；向都能伸展到無(wú)窮，即為半無(wú)限空間； 擋土墻后填土處于極限平衡狀態(tài)。擋土墻后填土處于極限平衡狀態(tài)。地下建筑結(jié)構(gòu)()( )( )圖2.8 朗肯極限平衡狀態(tài)452zzx+452-45+2-245=tan+c00zz( )地下建筑結(jié)構(gòu)fctgc2sin3131 (2-32)(2-33)cos1cos2sin1sin131ccos1cos2sin1sin113c（

12、2-34）（2-35）土體極限平衡條件：土體極限平衡條件：主應(yīng)力：主應(yīng)力：地下建筑結(jié)構(gòu)主動(dòng)土壓力時(shí)主動(dòng)土壓力時(shí) 最大主應(yīng)力為豎向土壓力；最大主應(yīng)力為豎向土壓力； 最小主應(yīng)力為主動(dòng)土壓力；最小主應(yīng)力為主動(dòng)土壓力；被動(dòng)土壓力時(shí)被動(dòng)土壓力時(shí) 最大主應(yīng)力為被動(dòng)土壓力；最大主應(yīng)力為被動(dòng)土壓力； 最小主應(yīng)力為豎向壓力；最小主應(yīng)力為豎向壓力；)362(24522452atgctgPza)37-(224522452tgctgPzp地下建筑結(jié)構(gòu)令令 主動(dòng)土壓力系數(shù)為主動(dòng)土壓力系數(shù)為K Ka a； 被動(dòng)土壓力系數(shù)為被動(dòng)土壓力系數(shù)為K Kp p；)382(245)372(24522tgktgkpa可得可得)392(

13、2)392(2bkckPakckPppzpaaza地下建筑結(jié)構(gòu)不考慮墻背與土體之間的拉應(yīng)力，不考慮墻背與土體之間的拉應(yīng)力，墻背總的土體壓力為墻背總的土體壓力為2.9 成層土的主動(dòng)土壓力計(jì)算1、1、12、2、2123221負(fù)值負(fù)值222221ckchkhPaaa（2-40）地下建筑結(jié)構(gòu)特殊情況下的土壓力特殊情況下的土壓力1 1、分層土的土壓力計(jì)算、分層土的土壓力計(jì)算 2 2、不同地面超載作用下的土壓力計(jì)算與圖式、不同地面超載作用下的土壓力計(jì)算與圖式 3 3、考慮地下水時(shí)水土壓力計(jì)算、考慮地下水時(shí)水土壓力計(jì)算4 4、水土壓力合算、水土壓力分算、水土壓力合算、水土壓力分算 地下建筑結(jié)構(gòu)地下建筑結(jié)構(gòu)地

14、下建筑結(jié)構(gòu)地下建筑結(jié)構(gòu)自重應(yīng)力計(jì)算總結(jié)自重應(yīng)力計(jì)算總結(jié)無(wú)分層無(wú)分層 均質(zhì)土層：重度一致，斜率不變均質(zhì)土層：重度一致，斜率不變分層分層 均質(zhì)土但有地下水位：重度改變，斜率改變均質(zhì)土但有地下水位：重度改變，斜率改變 分層土：重度改變，斜率改變，無(wú)突變分層土：重度改變，斜率改變，無(wú)突變 透水層土突變到不透水層土：增加地下水的透水層土突變到不透水層土：增加地下水的 重度，有突變重度，有突變地下建筑結(jié)構(gòu)水土分算計(jì)算實(shí)例水土分算計(jì)算實(shí)例要點(diǎn)：要點(diǎn)： 自重計(jì)算（土體部分、水的部分）自重計(jì)算（土體部分、水的部分） 側(cè)壓力系數(shù)計(jì)算（分層處土體參數(shù)不同）側(cè)壓力系數(shù)計(jì)算（分層處土體參數(shù)不同） 土壓力包括土體部分壓力

15、（土體部分自重土壓力包括土體部分壓力（土體部分自重X土體側(cè)壓力系數(shù)）和水壓力土體側(cè)壓力系數(shù)）和水壓力地下建筑結(jié)構(gòu)地下建筑結(jié)構(gòu)地下建筑結(jié)構(gòu)地下建筑結(jié)構(gòu)地下建筑結(jié)構(gòu)地下建筑結(jié)構(gòu)3.2 3.2 圍巖壓力計(jì)算圍巖壓力計(jì)算. .圍巖壓力圍巖壓力：指位于地下結(jié)構(gòu)周?chē)冃位蚱茐牡膸r層，：指位于地下結(jié)構(gòu)周?chē)冃位蚱茐牡膸r層，作用在襯砌結(jié)構(gòu)或支撐結(jié)構(gòu)上的壓力。作用在襯砌結(jié)構(gòu)或支撐結(jié)構(gòu)上的壓力。u圍巖垂直壓力圍巖垂直壓力u圍巖水平壓力圍巖水平壓力u圍巖底部壓力圍巖底部壓力地下建筑結(jié)構(gòu)2 2、影響圍巖壓力的因素、影響圍巖壓力的因素影響圍巖壓力的因素很多，主要因素有影響圍巖壓力的因素很多，主要因素有u巖體的結(jié)構(gòu)、巖體

16、的結(jié)構(gòu)、u巖石的強(qiáng)度、巖石的強(qiáng)度、u地下水的作用、地下水的作用、u洞室的尺寸與形狀、洞室的尺寸與形狀、u支護(hù)的類(lèi)型和剛度、支護(hù)的類(lèi)型和剛度、u施工方法、施工方法、u洞室的埋置深度和支護(hù)時(shí)間等因素相關(guān)。洞室的埋置深度和支護(hù)時(shí)間等因素相關(guān)。其中，巖體穩(wěn)定性的關(guān)鍵一般在于其中，巖體穩(wěn)定性的關(guān)鍵一般在于巖體結(jié)構(gòu)面的類(lèi)型巖體結(jié)構(gòu)面的類(lèi)型和特征。和特征。 地下建筑結(jié)構(gòu)（二）圍巖壓力的計(jì)算方法（二）圍巖壓力的計(jì)算方法1 1、按松散體理論計(jì)算圍巖壓力、按松散體理論計(jì)算圍巖壓力1 1）垂直圍巖壓力）垂直圍巖壓力 淺埋結(jié)構(gòu)上的垂直圍巖壓力淺埋結(jié)構(gòu)上的垂直圍巖壓力 深埋結(jié)構(gòu)上的垂直圍巖壓力深埋結(jié)構(gòu)上的垂直圍巖壓力

17、2 2）水平圍巖壓力）水平圍巖壓力 3 3）底部圍巖壓力）底部圍巖壓力 2 2、按彈塑性體理論計(jì)算圍巖壓力、按彈塑性體理論計(jì)算圍巖壓力 地下建筑結(jié)構(gòu)kcftg（二）圍巖壓力的計(jì)算方法（二）圍巖壓力的計(jì)算方法1 1、按、按松散體理論松散體理論計(jì)算圍巖壓力計(jì)算圍巖壓力1 1）垂直圍巖壓力）垂直圍巖壓力 理想松散體顆粒間抗剪強(qiáng)度：理想松散體顆粒間抗剪強(qiáng)度： tg有粘結(jié)力的巖體中抗剪強(qiáng)度有粘結(jié)力的巖體中抗剪強(qiáng)度 ：tgcctgkf結(jié)論：對(duì)于有結(jié)論：對(duì)于有粘結(jié)力粘結(jié)力的巖體，可應(yīng)用的巖體，可應(yīng)用松散體理論松散體理論地下建筑結(jié)構(gòu)1 1）淺埋結(jié)構(gòu)上的垂直圍巖壓力）淺埋結(jié)構(gòu)上的垂直圍巖壓力淺埋：即上覆巖層較薄

18、淺埋：即上覆巖層較薄qH45-/2221( )( )圖2.21 淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力計(jì)算圖式最最不不利利情情況況一一般般情情況況地下建筑結(jié)構(gòu)HhtgaHaG245221作用在地下結(jié)構(gòu)上的總壓力為作用在地下結(jié)構(gòu)上的總壓力為 FGQ22452221htgaa地下建筑結(jié)構(gòu)AB（CD）面所受總的水平力）面所受總的水平力 ：2452124521222tgHHtgHEAB（CD）面所受摩擦阻力：）面所受摩擦阻力：tgtgHtgEF 2452122222454522QH ahtgH tgtg作用在地下結(jié)構(gòu)上的總壓力作用在地下結(jié)構(gòu)上的總壓力 ：地下建筑結(jié)構(gòu)圍巖壓力集度為圍巖壓力集度為 211145222QHq

19、Htgtgaa可見(jiàn)可見(jiàn)q值是隨地下結(jié)構(gòu)所處深度值是隨地下結(jié)構(gòu)所處深度H而變化的，對(duì)其求導(dǎo)：而變化的，對(duì)其求導(dǎo)： tgtgaH 2452max圍巖壓力集度為：圍巖壓力集度為： tgtgaq 245221maxmaxmax21Hq理論上，當(dāng)以理論上，當(dāng)以H=2Hmax代入時(shí)，代入時(shí)，Q=0。這表明。這表明摩擦阻力摩擦阻力已全部克服了巖體下滑的重量已全部克服了巖體下滑的重量。 地下建筑結(jié)構(gòu)2）深埋結(jié)構(gòu)上的垂直圍巖壓力）深埋結(jié)構(gòu)上的垂直圍巖壓力圖2.22 深埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力計(jì)算圖式45-/2( )221壓力拱壓力拱地下建筑結(jié)構(gòu)（a）壓力拱的曲線(xiàn)形狀）壓力拱的曲線(xiàn)形狀合理拱軸，其上任何一點(diǎn)是力矩為零力

20、矩為零 11圖2.23 計(jì)算簡(jiǎn)圖222021xHqyqxHy壓力拱是壓力拱是二次拋物線(xiàn)二次拋物線(xiàn)曲線(xiàn)曲線(xiàn) 地下建筑結(jié)構(gòu)（a a）壓力拱的高度）壓力拱的高度-普氏理論普氏理論q q在拱腳形成的全部垂直反力為在拱腳形成的全部垂直反力為 1qaA 由由A A所形成的水平摩擦力為所形成的水平摩擦力為 kkfqaAfT1當(dāng)當(dāng)T=HT=H，壓力拱處于極限平衡狀態(tài)，這時(shí)壓力拱的方程為，壓力拱處于極限平衡狀態(tài)，這時(shí)壓力拱的方程為 122afxyk考慮安全，考慮安全，T/2=HT/2=H，拱腳用存在的水平抗力之半平衡拱頂水平推力，拱腳用存在的水平抗力之半平衡拱頂水平推力12afxyk212111axhyhhx壓

21、力拱方程：壓力拱方程：壓力拱曲線(xiàn)高度：壓力拱曲線(xiàn)高度：地下建筑結(jié)構(gòu) 因此，當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)上方具有因此，當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)上方具有足夠厚度的覆蓋層足夠厚度的覆蓋層時(shí)，由于時(shí)，由于卸荷拱起到將巖體重量轉(zhuǎn)嫁給洞室兩側(cè)的作用，因而卸荷拱起到將巖體重量轉(zhuǎn)嫁給洞室兩側(cè)的作用，因而只有壓力拱內(nèi)的巖體重量作用在結(jié)構(gòu)上。只有壓力拱內(nèi)的巖體重量作用在結(jié)構(gòu)上。在地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，常忽略壓力拱曲線(xiàn)所造成的荷載在地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，常忽略壓力拱曲線(xiàn)所造成的荷載集度的差別，垂直圍巖壓力取均布形式，并按集度的差別，垂直圍巖壓力取均布形式，并按h h1 1計(jì)算，計(jì)算，即：即：1hqkf：巖層堅(jiān)硬系數(shù)或普氏系數(shù)。：巖層堅(jiān)硬系數(shù)或普氏系數(shù)。 tg

22、fkactgfkckRf1001對(duì)松散巖體：對(duì)松散巖體：對(duì)粘性巖體：對(duì)粘性巖體：對(duì)巖性巖體：對(duì)巖性巖體：地下建筑結(jié)構(gòu)2 2）水平圍巖壓力）水平圍巖壓力淺埋：即上覆巖層較薄淺埋：即上覆巖層較薄)2(kf如垂直圍巖壓力是地下結(jié)構(gòu)所不可忽視的荷載，而水平垂直圍巖壓力是地下結(jié)構(gòu)所不可忽視的荷載，而水平圍巖壓力只是對(duì)較松軟的巖層圍巖壓力只是對(duì)較松軟的巖層2452ztgez?地下建筑結(jié)構(gòu)3 3）底部圍巖壓力）底部圍巖壓力在某些松軟巖層中構(gòu)筑地下建筑物，由于在襯砌側(cè)墻底部在某些松軟巖層中構(gòu)筑地下建筑物，由于在襯砌側(cè)墻底部軸向壓力作用下，或某些巖層，如粘性土層及石膏等遇水軸向壓力作用下，或某些巖層，如粘性土層

23、及石膏等遇水膨脹，都有可能使膨脹，都有可能使洞室底部產(chǎn)生隆起現(xiàn)象洞室底部產(chǎn)生隆起現(xiàn)象。這種。這種由于圍巖由于圍巖隆起而對(duì)襯砌底板產(chǎn)生的作用力隆起而對(duì)襯砌底板產(chǎn)生的作用力，叫做底部圍巖壓力。，叫做底部圍巖壓力。 地下建筑結(jié)構(gòu)2、按彈塑性體理論計(jì)算圍巖壓力、按彈塑性體理論計(jì)算圍巖壓力 彈性變形區(qū)彈性變形區(qū)非圖2.24 彈塑性模型計(jì)算圍巖壓力圖式ctgcRactgcppbsin1sin2sin1修正芬諾公式 ，它表示當(dāng)巖體性巖體性質(zhì)、埋深質(zhì)、埋深等確定的情況下，非彈非彈性變形區(qū)大小性變形區(qū)大小與支護(hù)支護(hù)對(duì)圍巖提供的反力反力間的關(guān)系。 地下建筑結(jié)構(gòu)3 3、按圍巖分級(jí)和經(jīng)驗(yàn)公式確定圍巖壓力、按圍巖分級(jí)和

24、經(jīng)驗(yàn)公式確定圍巖壓力1 1）垂直圍巖壓力）垂直圍巖壓力zHLkq2)2)水平圍巖壓力水平圍巖壓力 qe地下建筑結(jié)構(gòu)初始地應(yīng)力、釋放荷載與開(kāi)挖效應(yīng)初始地應(yīng)力、釋放荷載與開(kāi)挖效應(yīng) 初始地應(yīng)力一般包括初始地應(yīng)力一般包括自重應(yīng)力場(chǎng)和構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)自重應(yīng)力場(chǎng)和構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)，土層中僅有自重應(yīng)力場(chǎng)存在；土層中僅有自重應(yīng)力場(chǎng)存在；巖層中對(duì)于巖層中對(duì)于級(jí)以下圍巖，噴射混凝土層將在同圍巖共同變級(jí)以下圍巖，噴射混凝土層將在同圍巖共同變形的過(guò)程中對(duì)圍巖提供支護(hù)抗力，使圍巖變形得到控制，從形的過(guò)程中對(duì)圍巖提供支護(hù)抗力，使圍巖變形得到控制，從而使圍巖保持穩(wěn)定。與此同時(shí)，噴層將受到來(lái)自圍巖的擠壓而使圍巖保持穩(wěn)定。與此同時(shí)，噴層將

25、受到來(lái)自圍巖的擠壓力。這種擠壓力由圍巖變形引起，常稱(chēng)作力。這種擠壓力由圍巖變形引起，常稱(chēng)作“形變壓力形變壓力”。 時(shí)間效應(yīng)：時(shí)間效應(yīng)：級(jí)以下圍巖一般呈現(xiàn)塑性和流變特性級(jí)以下圍巖一般呈現(xiàn)塑性和流變特性 釋放荷載：可由已知初始地應(yīng)力或與前一步開(kāi)挖相應(yīng)的應(yīng)力場(chǎng)釋放荷載：可由已知初始地應(yīng)力或與前一步開(kāi)挖相應(yīng)的應(yīng)力場(chǎng)確定。先求得預(yù)計(jì)開(kāi)挖邊界上各結(jié)點(diǎn)的應(yīng)力，并假定各結(jié)點(diǎn)間確定。先求得預(yù)計(jì)開(kāi)挖邊界上各結(jié)點(diǎn)的應(yīng)力，并假定各結(jié)點(diǎn)間應(yīng)力呈線(xiàn)性分布，然后反轉(zhuǎn)開(kāi)挖邊界上各結(jié)點(diǎn)應(yīng)力的方向應(yīng)力呈線(xiàn)性分布，然后反轉(zhuǎn)開(kāi)挖邊界上各結(jié)點(diǎn)應(yīng)力的方向( (改變改變其符號(hào)其符號(hào)) )，據(jù)以求得釋放荷載，據(jù)以求得釋放荷載 地下建筑結(jié)構(gòu)地下建筑結(jié)構(gòu) 1 1、初始地應(yīng)力的確定、初始地應(yīng)力的確定 初始地應(yīng)力初始地應(yīng)力 0 0 的確定常需專(zhuān)門(mén)研究。對(duì)巖石地層，初始地應(yīng)的確定常需專(zhuān)門(mén)研究。對(duì)巖石地層，初始地應(yīng)力可