(完整word版)地下建筑結構

1、地下建筑結構課程（1）三、簡答題1簡述地下建筑的類型。按使用功能分類：工業(yè)建筑、民用建筑、交通建筑、水工建筑、礦山建筑、軍事建筑、公用和服務性建筑。按所處的地質條件和建造方式分類:巖石中的地下建筑、土層中的地下建筑。按習慣稱謂分類：單建式地下建筑、附建式地下建筑。按埋置深度分類：深埋地下建筑、淺埋地下建筑。2與地面建筑相比，地下建筑具有哪些特點？（1）自然防護力強；（2）受外界條件影響??；（3）受地質條件影響大；（3）需要通風、防排水、防潮、防噪聲和照明等處理；（4）施工條件特殊.3簡述地下結構的主要形式地下結構的主要形式有：（1）拱形結構包括有：A.半襯砌、B.厚拱薄墻襯砌、C.直墻拱頂襯砌

2、、D.曲墻拱頂襯砌、E.離臂式襯砌、F.裝配式襯砌、G.復合式襯砌。（2）梁板式結構；（3）框架結構；（4）圓管形結構；（5）地下空間結構；（6）錨噴支護；（7）地下連續(xù)墻結構；（8）開式結構4地下結構設計理論的發(fā)展可以劃分為哪幾個階段？各有什么特點？（1）剛性結構階段特點是這個時期的地下建筑物大都是用磚石等材料砌筑的拱形圬工結構，這類材料的抗拉強度很低，為了保持結構的穩(wěn)定，其截面尺寸通常很大，結構受力后的彈性變形很小。剛性設計方法只考慮襯砌承受其圍巖土所施加的荷載，沒有考慮圍巖自身的承載能力，也不計圍巖對襯砌變形的約束和由此產生的圍巖被動抗力，在一般情況下設計出的襯砌厚度偏大（。2）彈性結構

3、階段特點是此階段發(fā)展到了按共同變形理論計算地下結構，其優(yōu)點在于它是以地層的物理力學特征為依據(jù)，并考慮了各部分地層沉陷的相互影響，在理論上比局部變形理論有所改進。（3）連續(xù)介質階段特點是用連續(xù)介質理論較好地反映了支護與圍巖的共同作用，符合地下結構的力學原理。（4）現(xiàn)代支護理論階段特點是此階段發(fā)展到了噴射混凝土和錨桿被用于隧道支護，也興起了一整套新奧地利隧道設計方法。用新奧法設計的支護都是柔性的，能較好地適應圍巖的變形。5地下結構上的永久作用主要有哪幾種？（1）地層壓力；（2）結構自重；（3）混凝土收縮和徐變的影響.6在確定地下結構上的作用時，需要考慮的因素有哪些？（1）地下建筑所處的地形、地質條

4、件：偏壓或膨脹壓力、或松散壓力。（2）地下建筑的埋置深度：深埋或淺埋。（3）地下建筑的支護結構類型及工作條件:噴錨支護或模注混凝土襯砌等。（4）地下建筑的施工方法：鉆爆法開挖或明挖法，或挖掘機開挖等。7地下結構的計算中應考慮哪些方面？（1）地層壓力；（2）結構自重;（3）使用荷載;（4）地震荷載;（5）核爆炸地面沖擊波和土中壓縮波系數(shù);（6）水壓力;（7）灌漿壓力;（8）溫度變化、混凝土收縮和徐變作用的影響;（9）施工荷載;（10）凍脹力;（11）落石沖擊力.8試述什么是特殊組合？在什么情況下需要進行特殊組合？采用主要荷載附加荷載作為一種荷載代表值的組合稱為特殊組合。一般來說，在地下結構的荷載

5、組合中，最重要的是結構的自重和地層壓力，只有在特殊情況下（如地震烈度達到7度以上的地區(qū)，嚴寒地區(qū)具凍脹性土壤的洞口段襯砌）才有必要進行特殊組合。此外，城市中的地下結構常常根據(jù)戰(zhàn)備要求，考慮一定的防護等級，也需要按瞬時作用的特殊荷載進行短期效應的荷載組合。9對于明洞荷載組合，相應的設計計算應符合哪些規(guī)定？（1）計算明洞頂回填土壓力，當有落石危害需檢算沖擊力時，可只計洞定填土重力（不包括塌方堆積體土石重力）和落石沖擊力的影響。（2）當設置立交明洞時，應分不同情況計算列車活載，公路活載或渡槽流水壓力。（3）當明洞上方與鐵路立交、填土厚度小于1m時，應計算列車沖擊力；洞頂無填土時，應計算制動力的影響。

6、當計算作用于深基礎明洞外墻的列車荷載時，可不考慮列車的沖擊力、制動力。四、計算題（共24分）如圖所示，兩端自由的彈性地基梁，長l=4m,寬b=0加，EI=1333X10aNm2,地基的彈性壓縮系數(shù)k=40X104kN/m3,求梁1、2及3截面的彎矩。地下建筑結構課程作業(yè)（2）三、簡答題1與開槽埋管相比，頂管施工的優(yōu)缺點是什么？優(yōu)點是：（1）開挖部分僅僅只是工作井和接受井，土方開挖量少，而且安全，對交通影響小。（2）管道頂進過程中，只挖去管道斷面的土，比開槽施工挖土量少許多。（3）工作業(yè)人員比開槽埋管的少。（4）建設公害少，文明施工程度比開槽施工高。（5）工期比開槽埋管短。（6）在覆土深度大的情

7、況下比開槽埋管經濟。缺點是：（1）曲率半徑小而且多種曲線組合在一起時，施工就非常困難。（2）在軟土層中容易發(fā)生偏差，而且糾正這種偏差又比較困難，管道容易產生不均勻下沉。（3）推進過程中如果遇到障礙物時處理這些障礙物則非常困難。（4）在覆土淺的條件下顯得不經濟。2結合基本建設，修建防空地下室與修建單建式人防工程相比，有哪些優(yōu)越性？（1）節(jié)省建設用地。（2）人員和設備容易在戰(zhàn)時迅速轉入地下。（3）增強上層建筑的抗地震能力，在地震時可作為避震室使用。（4）上層建筑對戰(zhàn)時核爆炸沖擊波、光輻射、早期核輻射以及炮（炸）彈有一定的防護作用，防空地下室的造價比單建式的要低。（5）便于施工管理，能夠保證工程質量

8、，同時也便于日常維護。3試述盾構法施工的優(yōu)缺點。優(yōu)點：（1）可在盾構設備的掩護下安全地進行地下開挖與襯砌支護工作。（2）施工時振動和噪聲小，對施工區(qū)域環(huán)境及附近居民幾乎沒有什么干擾。（3）可控制地表沉陷。（4）施工時不影響地表交通。（5）穿越水底施工，不影響航道通航。（6）施工機械化程度高，施工人員少，易管理。（7）施工不受氣候條件影響。缺點：（1）當覆土較淺時，開挖面穩(wěn)定甚為困難，要采取措施保證安全。（2）在曲率半徑較小的曲線段上施工比較困難。（3）采用氣壓法施工時，施工條件較差，勞動保護條件要求高（4）在飽和含水層中，對拼裝襯砌整體結構防水技術要求高。（5）不能完全防止盾構施工地區(qū)的地表沉

9、降，只能采取嚴密措施把沉陷控制在最小限度。4我國常見的防空地下室結構類型主要有哪幾種？（1）梁板式結構；（2）板柱結構；（3）箱形結構；（4）單跨或多跨拱和折板結構5防空地下室的構造要求包括有哪些方面？（1）建筑材料的強度等級；（2）結構構件的最小厚度；（3）保護層最小厚度；（4）變形縫的設置；（5）構造鋼筋配置；（6）拉結鋼筋；（7）箍筋配箍率；（8）縱向受力鋼筋的最小配筋率；（9）疊合板的構造；（10）圈梁的設置；（11）構件相接處的錨固；（12）平板防護密閉門門框墻的構造（13）構件相接處的錨固（14）臨戰(zhàn)錨固6當平時使用要求與戰(zhàn)時的防護要求不一致時，設計時應采用的平戰(zhàn)功能轉換措施具體有

10、哪些？（1）早期核輻射的防護；（2）主體設計；（3）口部設計；（4）輔助房間設計；（5）內部裝修；（6）防護功能平戰(zhàn)轉換7頂管工程設計主要考慮哪幾個方面的問題，為什么？應考慮的問題有：（1）頂管工作井設置因為頂進工作井是安放所有頂進設備的場所，也是頂管掘進機或工具管的始發(fā)地，同時又是承受主頂油缸反作用的構筑物。接收井則是接收和拆卸用頂管掘進機或工具管的場所。（2）頂管頂力估算因為頂管頂進力是在施工中推進整個管道系統(tǒng)和相關機械設備向前運動的力，在頂管工程實施之前，準確計算所需的頂進力不僅有利于合理設計頂進工作站和中續(xù)站，而且對于后備墻的設計也是至關重要的。（3）頂管承壓壁后土體的穩(wěn)定驗算因為頂管

11、工作井普遍采用沉井或鋼板樁支護結構，對這兩種形式的工作井都應首先驗算支護結構的強度。此外，由于頂管工作井承壓壁后靠土體的滑動會引起周圍土體的位移，影響周圍環(huán)境，并影響到頂管的正常施工，所以在工作井設置前還必須驗算頂管承壓壁后靠土體的穩(wěn)定性，以確保頂管工作井的安全和穩(wěn)定。（4）管道的荷載與規(guī)格設計因為地面埋設的管子所承受的荷載很多有：管子自重、土荷載、交通荷載等，這些荷載都沿橫跨管軸的方向起作用。此外，頂進管被頂入時在管軸方向上受到的荷載還有:推進力、充氣頂管式的空氣壓力、控制力及強制力，因此需要考慮頂進管道的荷載與規(guī)格設計。8頂管尤其是長距離頂管的主要技術關鍵有哪幾點？（1）方向控制即要有一套

12、能準確控制管道頂進方向的導向機構。（2）頂力問題；（3）工具管開挖面的正面穩(wěn)定問題；（4）承壓壁的后靠機構及土體的穩(wěn)定問題9人防工程按所處的地層條件和施工方法的不同可分為哪幾種？各有什么特點？（1）坑道式：位于山地或丘陵地，其大部分主體地面與出入口基本呈水平的暗挖式人防工程。（2）地道式:位于平坦地帶，大部分主體地面明顯低于出入口的暗挖式人防工程。（3）掘開式：埋深較淺，采用明挖法施工，其上方沒有永久性地面建筑物的人防工程，也稱單建掘開式。（4）附建式：位于永久性地面建筑物之下，采用明挖法施工，并有戰(zhàn)時防空功能的人防工程。10與盾構法相比，頂管法的優(yōu)缺點。優(yōu)點是：（1）推進完了不需要進行襯砌襯

13、砌，節(jié)省材料，同時也可縮短工期。（2）工作井和接收井占用面積小，公害少。（3）挖掘斷面小，渣土處理量小。（4）作業(yè)人員少。（5）造價比盾構施工低。（6）與盾構相比，地面沉降小。缺點是：（1）超長距離頂進比較困難，曲率半徑變化大時施工也比較困難。（2）大口徑，如直徑5000mm以上的頂管幾乎不太可能。（3）在轉折多的復雜條件下施工時工作井和接收井都會增加。地下建筑結構課程作業(yè)（3）三、簡答題1逆作拱墻作為基坑支護中的一種新型擋土支護結構，具有哪些優(yōu)點？逆作拱墻的優(yōu)點有：受力合理，安全可靠。施工方便，節(jié)省工期。造價低。2錨噴支護設計與施工應遵循哪些原則？(1)采用各種措施，確保圍巖不出現(xiàn)有害松動。

14、(2)調節(jié)控制圍巖變形，在不進入有害松動的條件下適度發(fā)展，以便最大限度地發(fā)揮圍巖自承能力。(3)保證錨噴支護與圍巖形成共同體。(4)選擇合理的支護類型與參數(shù)并充分發(fā)揮其功效。(5)采取正確的施工方法。(6)依據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)指導設計施工。3按照對于荷載處理方法的不同，荷載結構模型可以分為哪三種?按照對于荷載處理方法的不同，荷載結構模型可以分為(1)主動荷載模型；(2) 主動荷載加圍巖彈性約束的模型；(3)實地量測荷載模式。4沉井的優(yōu)點有哪些？概括講有：沉井具有占地面積小、開挖不需圍護、技術上操作簡便、挖土量少、節(jié)約投資、施工穩(wěn)妥可靠的優(yōu)點。5簡述圓形沉管的優(yōu)缺點優(yōu)點：(1)圓形斷面，受力合理，襯

15、砌彎矩較小，在水深較大時，比較經濟、有利。(2)沉管的底寬較小，基礎處理比較容易。(3)鋼殼既是澆筑混凝土的外模，又是隧道的防水層，這種防水層不會在浮運過程中被碰損。(4)當具備利用船廠設備的條件時，工期較短。在管段需用量較大時，更為明顯。缺點：(1)圓形斷面空間，常不能充分利用。(2)車道上方必定余出一個凈空限界以外的空間，使車道路面高程壓低，從而增加了隧道全長，亦增加了挖槽土方數(shù)量。(3)浮于水面進行澆筑混凝土時，整個結構受力復雜，應力很高，故耗鋼量巨大，造價高。(4)鋼殼制作時，焊縫質量要求高，手焊難以保證。一旦出現(xiàn)滲漏，難以彌補、截堵。(5)鋼殼本身防銹抗蝕問題，迄今沒有完善、可靠的解

16、決方法。(6)圓形沉管只能容納兩個車道，若需更多車道，則必須另行沉管。6沉井結構的設計結果必須符合哪些要求？沉井結構的設計結果必須符合四個方面的要求：(1)符合力學穩(wěn)定性的要求，即沉井作用于底面地層上的豎向總荷載必須小于地層的允許承載力；作用于井壁上的水平荷載必須小于井壁的允許抗剪力；沉井的變形必須小于允許變形值。(2)所有構件的應力均應小于允許值。(3) 全部設計計算的結果必須符合穩(wěn)定性計算、構件設計要求，以便保證下沉關系的合理性、可靠性。(4)沉井既是深基礎的一種類型，又是基礎的一種特殊施工方法。因此，在沉井設計時必須分別考慮在不同施工階段和使用階段的各種受力特性。7變形縫的構造應滿足什么

17、要求？變形縫的構造應滿足：(1)能適應一定幅度的線變形與角變形。(2)施工階段能傳遞彎矩，使用階段能傳遞剪力。(3)變形前后均能防水。8隧道襯砌的構造有哪幾種類型？隧道襯砌的類型有：(1)整體式混凝土襯砌；(2)裝配式襯砌；(3)錨噴襯砌；(4) 復合式襯砌；(5)連拱襯砌9常見的隧道洞門形式有哪幾種？常見的隧道洞門形式有6種：即(1)環(huán)框式洞門；(2)端墻式洞門；(3)翼墻式洞門；(4)柱式洞門；(5)臺階式洞門；(6)斜交洞門。10簡述洞室錨噴支護中噴射混凝土的作用。洞室錨噴支護中噴射混凝土的作用有:(1)支撐圍巖；(2)“卸載”作用；(3)填平補墻圍巖；(4)覆蓋圍巖表面；(5)阻止圍巖

18、松動；(6)分配外力。11簡述監(jiān)控量測的目的。監(jiān)控量測的目的包括：(1)提供監(jiān)控設計的依據(jù)和信息A.掌握圍巖力學形態(tài)的變化和規(guī)律;B.掌握支護的工作狀態(tài)。(2)指導施工，預報險情A.作出工程預報，確定施工對策；B.監(jiān)視險情，安全施工。(3)工程運營期間的監(jiān)視手段A.掌握工程運營的安全狀況；B.及時發(fā)現(xiàn)險情，采取相應的補墻措施。(4)校核理論，完善工程類比方法A.為理論解析，數(shù)值分析提供計算數(shù)據(jù)與對比指標；B.為工程類比提供參數(shù)指標。(5)為地下工程設計與施工積累資料。12.一般土釘支護的結構設計與計算包括哪些內容？一般土釘支護的結構設計與計算的內容包括：(1)確定土釘墻的平面和剖面尺寸及分段施

19、工高度。(2)根據(jù)工程類比法和工程經驗，初步確定土釘尺寸及布置方式。(3)支護體系內部整體穩(wěn)定性分析。(4)土釘強度與抗拔力驗算。(5)支護體系外部整體穩(wěn)定性分析。(6)噴射混凝土面層設計及面層與土釘連接構造設計。(7)必要時還應采用有限元分析方法對支護體系的內力與變形進行計算。地下建筑結構課程作業(yè)(4)。三、簡答題1施工平面圖上一般應包括哪些內容?施工平面圖上一般應包括（1）整個建設項目的建筑總平面圖，包括各種地上、地下已有和擬建建筑物、構筑物以及其他設施的位置和尺寸。（2）所有為全工地施工服務的臨時性設施的布置。如A.施工用地范圍，施工用的各種道路。B.加工廠、制備站、及有關機械化裝置。C

20、.建筑材料、半成品、構件的倉庫和施工備用品堆放場地。D.棄渣場地的布置及范圍。E.行政辦公用房、宿舍、文化生活福利建筑等。F.風、水、電設施及管道、線路布置。G.一切安全、防火措施等。（3）永久性和半永久性坐標的位置。2. 施工準備階段的工作內容有哪些？施工準備階段的工作內容有：（1）.技術準備。A.熟悉和會審施工圖紙及有關設計資料，了解設計意圖。B.調查研究、收集資料。C.編制施工準備計劃。D.編制施工圖預算和施工預算。（2）物資準備。（3）施工現(xiàn)場準備。3. 用凍結設計，需要設計內容？用凍結設計，需要設計內容包括：（1）凍結方案的確定。（2）凍土壁結構設計。A.圓形和橢圓形帷幕。B.直墻式

21、帷幕和重力式擋墻帷幕。C.連拱形帷幕。（3）凍結法施工工藝。A.冷凍站安裝。B.冷凍站試運轉。4. 簡述管棚法施工的主要工序。管棚法施工的工序包括：（1）開挖工作室；（2）鉆孔；（3）安裝管棚；（4）管棚鋼管注漿；（5）掘砌施工5. 簡述新奧法施工的基本要點新奧法施工的基本要點包括：（1）隧道和圍巖組成一個支護體系，其中起主要作用的是圍巖，即將圍巖看做是地下結構的主要承載單元。（2）開挖作業(yè)多采用光面爆破和預裂爆破，盡可能減輕對隧道圍巖的擾動或盡可能不破壞圍巖的強度。（3）允許圍巖有一定的變形，以便安全地發(fā)揮圍巖的全部強度，使之在隧道襯砌周圍形成承載環(huán)，但對變形必須加以嚴格限制，防止過度變形導

22、致圍巖承載能力的降低和喪失或導致地表產生過大沉陷。（4）洞室開挖后，及時施作密貼于圍巖的噴射混凝土和錨桿初期支護，抑制巖體的早期變形。（5）盡量使隧道斷面圓順，不產生突出的拐角，以避免產生應力集中現(xiàn)象。（6）通過施工中對圍巖和支護的動態(tài)觀測，合理安排施工工序，進行設計變更及日常的施工管理。6. 采用光面爆破技術作業(yè)的好處有哪些？可以減少超挖和欠挖，斷面較圓滑規(guī)則，易于安裝錨桿和鋼絲網(wǎng)，減少噴射混凝土數(shù)量。光面爆破還可以減少對危巖的松動、掉落。7. 選擇施工方法的基本因素大體上可歸納為哪幾點？選擇施工方法的基本因素大體上可歸納為：（1）施工條件；（2）地質條件；（3）尺寸和形態(tài)；（4）埋深；（5）工期；（6）環(huán)境條件。8簡述直接法的優(yōu)