地下建筑结构第三讲

第三讲地下工程的两种计算理论1荷载-结构法（实用阶段：朗肯、库伦土压力）

2地层-结构法（理论阶段：有限元法），发展趋势

（一）经典土压力理论1静止土压力（一）经典土压力理论1库伦土压力理论（1）基本假定P13（一）经典土压力理论1库伦土压力理论（2）计算推导过程（一）经典土压力理论1库伦土压力理论（3）粘性土中等效内摩擦角

（a）经验：c每增加10kPa，内摩擦角可提高3~7度，平均5度。（一）经典土压力理论1库伦土压力理论（3）粘性土中等效内摩擦角

（b）抗剪强度相等：（一）经典土压力理论1库伦土压力理论（3）粘性土中等效内摩擦角

（c）朗肯土压力相等：缺点：低墙保守，高墙危险（一）经典土压力理论1库伦土压力理论（4）粘性土库伦主动土压力公式（一））经典典土压压力理理论2朗朗肯土土压力力理论论（1））基基本假假定P172朗朗肯土土压力力理论论（二））考虑虑地下下水时时水土土压力力计算算1水水土分分算和和水土土合算算（1））水水土分分算：：砂性性土和和粉土土（（2））水水土合合算：：粘性性土（二））考虑虑地下下水时时水土土压力力计算算2土土的抗抗剪强强度试试验方方法与与指标标问题题（1））直剪剪仪慢慢剪——三轴轴仪固固结排排水剪剪（CD））（（2）直直剪仪仪固结结快剪剪—三三轴仪仪固结结不排排水剪剪（CU））（（3）直直剪仪仪不固固结快快剪——三轴轴仪不不固结结不排排水剪剪（UU））2.3岩岩土体体压力力的计计算围围岩压压力的的计算算围岩压压力：：位于地地下结结构周周围变变形或或破坏坏的岩岩层，，作用用在衬衬砌结结构或或支撑撑结构构上的的压力力。2.3岩岩土体体压力力的计计算围岩压压力的的种类类2.3岩岩土体体压力力的计计算浅埋结构构垂直围岩岩压力的的计算不考虑摩摩擦影响响的围岩压压力集度度为：浅埋结构构：当地下结结构上覆覆岩层较较薄时，，通常人人为覆盖盖层全部部掩体重重量作用用于地下下结构。。浅埋结构构垂直围岩岩压力的的计算G-----ABCD体的总总重量量；；F-----AB或CD面对对G的摩摩擦力。。浅埋结构构垂直围岩岩压力的的计算由几何关关系：浅埋结构构垂直围岩岩压力的的计算AB（CD）面面水平土土压力分分布：AB(CD)面面所受总总的水平平力：AB(CD)面面所受摩摩擦阻力力：浅埋结构构垂直围岩岩压力的的计算所以得：：考虑摩擦擦影响的围岩压压力集度度为：浅埋结构构垂直围岩岩压力的的计算将上式对对H求导导，并令令其为零零，则可可求得产产生最大大围岩压压力的深深度：在这个深深度上的的围岩压压力总值值为：围岩集度度为：浅埋结构构垂直围岩岩压力的的计算由此可知知，在Hmax这个深深度上，，摩擦阻阻力为全全部岩石石柱重量量之半。。当H=2Hmax时，，Q=0。这表表明摩擦擦阻力已已全部克克服了岩岩体下滑滑的重量量。浅埋结构构垂直围岩岩压力的的计算实际上不不能认为为当地下下结构埋埋置深度度H>2Hmax时地地下结构构上完全全没有围围岩压力力作用。。这是因因为我们们研究的的是松散的围围岩，而不是是一个刚刚性的块块体。对对于下滑滑的松散散体来说说，虽然然两侧的的摩擦阻阻力在数数值上已已超过岩岩石柱的的全部重重量，但但是远离离摩擦面面（特别别是跨中中）的岩岩块将因因其自重而脱落。。深埋结构构垂直围岩岩压力的的计算深埋结构构是指当地地下结构构的埋深深大到这这样一种种程度，，以致两两侧摩擦擦阻力远远远超过过了滑移移柱的重重量。卸荷拱压力拱深埋结构构垂直围岩岩压力的的计算当地下结结构上方方具有足足够厚度度的覆盖盖层时，，由于卸荷拱起到将岩岩体中立立转嫁给给洞室两两侧的作作用，因因而只有有压力拱内的岩体体重量作作用在结结构上。。卸荷拱压力拱压力拱高高度：其中，普普氏系数数：深埋结构构垂直围岩岩压力的的计算在地下结结构设计计中，常常忽略压压力拱曲曲线所造造成的荷荷载集度度的差别别，垂直直围岩压压力取均均布形式式：水平围岩岩压力只只是对较较松软（（fk<2）的的岩层才才考虑。。水平围岩岩压力的计算任一深度度z处的的水平围围岩压力力集度为为：底部围岩岩压力：：在某些松松软岩层层中构筑筑地下建建筑物，，由于在在衬砌侧侧墙底部部轴向压压力作用用下，或或某些岩岩层，如如黏性土土层及石石膏等遇遇水膨胀胀，都有有可能使使洞室底底部产生生隆起现现象。这这种由于于围岩隆隆起而对对衬砌底底板产生生的作用用力，叫叫做底部部围岩压压力。底部围岩岩压力的计算第3章弹弹性地地基梁理理论弹性地基基梁：是指搁置置在具有有一定弹弹性地基基上，各各点与地地基紧密密相贴的的梁。如如铁路枕枕木，钢钢筋混凝凝土条形形基础梁梁等。弹性地基基梁与普通梁的区别：1、弹性性地基梁梁----无限次超静定；；普通梁----有限次超静定：：2、弹性性地基梁梁----要考虑地基基变形；；普通梁----不要考虑地基基变形：：弹性地基基梁计算算模型1、温克克尔地基基模型（（也称弹弹簧模型型）（2）表表达式：：（1）假假设：地地基表面面任一点点的沉降降与该点点单位面面积上所所受的压压力成正正比。弹性地基基梁计算算模型1、温克克尔地基基模型（（也称弹弹簧模型型）（3）优优缺点优点：1）参数数少，便便于应用用；2）计算算地基梁梁是，可可以考虑虑梁本身身的实际际弹性变变形。缺点：1）没有有考虑地地基中的的剪应力力；2）没有有考虑地地基连续续性。弹性地基基梁计算算模型2、半无无限体弹弹性地基基模型（1）基基本假设设：地基基是均质质、连续续、弹性性的半无无限体。。弹性地基基梁计算算模型2、半无无限体弹弹性地基基模型（2）优优缺点优点：1）考虑虑地基的的联系整整体性；；2）弹性性力学的的古典问问题（数数学解析析解）。。缺点：1）弹性性假设-----------实际际上土是是塑性体体；2）均质质假设-----------土层层是非均均质，各各向异性性的。3）半无无限体假假设-----不能反反映地基基的分层层特点。。9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Friday,December23,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。02:12:2602:12:2602:1212/23/20222:12:26AM11、以我独沈久久，愧君相见见频。。12月-2202:12:2702:12Dec-2223-Dec-2212、故人江海别别，几度隔山山川。。02:12:2702:12:2702:12Friday,December23,202213、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。12月-2212月-2202:12:2702:12:27December23,202214、他他乡乡生生白白发发，，旧旧国国见见青青山山。。。。23十十二二月月20222:12:27上上午午02:12:2712月月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月222:12上上午午12月月-2202:12December23,202216、行动动出成成果，，工作作出财财富。。。2022/12/232:12:2802:12:2823December202217、做前，能能够环视四四周；做时时，你只能能或者最好好沿着以脚脚为起点的的射线向前前。。2:12:28上上午2:12上上午02:12:2812月-229、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Friday,December23,202210、很多事情情努力了未未必有结果果，但是不不努力却什什么改变也也没有。。。02:12:2902:12:2902:1212/23/20222:12:29AM11、成成功功就就是是日日复复一一日日那那一一点点点点小小小小努努力力的的积积累累。。。。12月月-2202:12:2902:12Dec-2223-Dec-2212、世世间间成成事事，，不不求求其其绝绝对对圆圆满满，，留留一一份份不不足足，，可可得得无无限限完完美美。。。。02:12:2902:12:2902:12Friday,December23,202213、不不知知香香积积寺寺，，数数里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2202:12:2902:12:29December23,202214、意意志志坚坚强强的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥块块一一样样任任意意揉揉捏捏。。23十十二二月月20222:12:29上上午午02:12:2912月月-2215、楚楚塞塞三三湘湘接接，，荆荆门门九九派派通通。。。。。十二二月月222:12上上午午12月月-2202:12December23,202216、少年十十五二十十时，步步行夺得得胡马骑骑。。2022/12/232:12:3202:12:3223December202217、空山新雨后后，天气晚来来秋。。2:12:32上午2:12上上午02:12:3212月-229、杨杨柳柳散散和和风风，，青青山山澹澹吾吾虑虑。。。。12月月-2212月月-22Friday,December23,202210、阅阅读读一一切切好好书书如如同同和和过过去去最最杰杰出出的的人人谈谈话话。。02:12:3202:12:3202:1212/23/20222:12:32AM11、越越是是没没有有本本领领的的就就越越加加自自命命不不凡凡。。12月月-2202:12:3202:12Dec-2223-Dec-2212、越是无无能的人人，越喜喜欢挑剔剔别人的的错儿。。02:12:3302:12:3302:12Friday,December23,202213、