地下结构的计算理论

第2章地下结构的计算理论地下结构工程第2章地下结构的计算理论地层与结构的共同作用和数值模拟地层-结构计算理论弹性地基梁理论概述UndergroundStructureEngineeringChapter22.1概述UndergroundStructureEngineeringChapter2

地下工程结构计算理论的一个重要问题是如何确定作用在地下结构上的荷载以及如何考虑围岩的承载能力。19世纪以前采用经验方法19世纪初，将地下结构作为刚性结构19世纪后期，钢筋混凝土结构的出现，按照框架结构计算20世纪中期，开始考虑地层的弹性抗力20世纪70年代，数值计算方法被引入1)刚性结构阶段19世纪前，砖石结构。为了维护结构的稳定，当时的地下结构截面都拟定得很大，结构受力后产生的弹性变形较小,将地下结构视为刚性结构的压力线理论。地下结构是由一些刚性块组成的拱形结构，所受的主动荷载是地层压力，当地下结构处于极限平衡状态时，它是由绝对刚体组成的三铰拱静定体系，铰的位置分别假设在墙底和拱顶，其内力可按静力学原理进行计算。偏于保守，设计的衬砌厚度偏大UndergroundStructureEngineeringChapter2刚怒性携结阔构今的悲计执算秃理臂论从，啄如精压瓦力考线名理轻论消等箩。背景游：十淘九世阻纪砖循石结烟构流污行分剩析阳方玻法充：弟三贯铰臭拱很静阳定翻体蓬系设计扭准则俊：2）弹售性结添构阶群段混剑凝听土丛和矮钢及筋陷混淋凝留土民材欧料陆脆续蒙出裤现拔，荐并稠用杆于拿建凳造荣地连下脖工见程唱，诱使篮地辽下喷结努构捕具炎有饺较阻好值的长整衫体鸣性脊。超腰静腐定旗结取构痕力归学掌方列法属计遇算恐结丽构伞内柴力谱。阀作加用并在涌结梢构未上惨的刊荷笛载谷是主动此的地睛层压坊力，刊并考骂虑了沫地层逮对结食构产摧生的俱弹性摔反力该的约兰束作皆用。可塘分呈为拉三励个域阶溉段现，腥即不计娘围岩透抗力岩阶段、假鸦定导弹后性筑抗王力锻阶耻段蜂和弹性并地基识梁阶挤段。Un响de誉rg扰ro甩un牙d羊St昏ru市ct息ur聪e放En竹gi柴ne部er灿in煌gC虏h春a鞋p辅t网e巧r出2背景挽：十口九世犯纪未清混凝析土、伶钢筋您混凝川土结仰构出山现分析访方法厚：弹膀性连谊续拱皇形框佩架体梅系设牌计霸准潜则层：熔混朽凝纠土局设美计她规协范（1）不趴计围歉岩抗程力阶蹦段围宅岩决压质力侧仅鼻是我围查岩棉松漂动榜圈喜范历围辞内钥那排部访分晓岩象土熔体摊的骗重摧力翻，计粱算与围显岩饭压冻力汤的箱方牌法赔有签普勾氏摆方余法嗽和晓太培沙蚁基眠方它法唐，塔普羊氏秃方追法畜认浩为吃松嫂动郊体绩为橡抛悼物略线榴形斥，企太碌沙页基租方饰法辱认子为剪松遇动妨体贤为攀矩蝇形膛。这两溉种方洒法尽连管不忘能全灾面反搁映围枕岩压僵力的集组成杜特征保，但企还是遇有了闪很大井的进隶步，厚尤其之是对酷埋深窜较大嚼的地帖下结哲构，目音前鹿这戚两曾种贵方踢法史仍觉在票设晋计别中鞋应著用错。Un昨de筹rg疲ro钳un既d驾St语ru聚ct旧ur裤e钓En碗gi票ne捡er行in绪gCh芒ap腔te树r岗21透、秩按连松及散格体坊理体论财计顽算聚围涂岩玩压旬力普氏圆理论抛后物魄线剩状王的滥天味然益拱松猴动醒模萝型水驰平苍层敢理什围细岩惠的观松血弛聚土游压（孙脱广忠表，1揪9仆8般8；代株高飞助，20赏04）太唤沙恨基怨松生动罩模狸型（b）泰秀沙基配（K.婚Te芹rz高ag突hi）状理抵论（2）勒假好定异弹委性谨抗药力米阶移段弹性始抗力牛的分就布是影与衬辣砌的悔变形相昌对难应助的堤。20世纪诞初期国，康蛋姆列配尔(O港.K怖om择me卷ra队ll、约向翰逊(脖J湖o堪h驰a混s估o肯n渡)等拳人萝提臣出弹改性归抗教力重的浆分搏布蹲图怖形业为打直幸线(三迅角恶形聪或包梯稠形)。这掘种假定躁弹性迈抗力锦法的缎缺点折是过殊高估巷计了品地层侦弹性椅抗力逗的作败用，石使结追构设邻计偏雨于不貌安全匆。为了恼弥补喂这一薪缺点鸣，结叼构设说计采耐用的录安全仇系数赤常常页被提订高3.混5-鼻4以上瓦。。梦。U坐n惑d插e造r龄g酬r叠o切u土n蜻d楚S匪t诉r泛u践c西t瞒u资r睬e军E誓n常g序i欠n竿e意e犁r畏i扩n畜gC脂h增a驾p息t财e赞r桑2月牙粱形分立布Un氏de玩rg恢ro市un链d浴St宜ru端ct腔ur躲e蠢En魂gi循ne娇er版in渗gC撒h国a兆p拌t席e叶r拒219鸦34年，朱拉富夫和活布加泰耶娃对盏拱卵形养结唯构宰按朵变缎形桑曲艇线饲假打定雪了码月向牙炼形抵的忌弹丹性绝抗下力牧图词形叹，衰由变形亏协调晴条件免计算宇弹性催抗力梅的量捞值，因此并比前震一种恳假定毕弹性迹抗力络法更摊合理并。3）弹者性地祥基梁内阶段由铲于假伤定蚂弹漫性键抗肺力奴法辽对沾其遍分车布哥图名形束的种假荣定控有馒较窜大夸的佳任锡意耍性，桶开形始贼研资究芝将粗边梅墙瓦视寺为冷弹迟性向地暑基继梁佛的益结款构遵计浑算擦理粮论匹，将隧昌道边伤墙视姥为支犁承在灰侧面贩和基调底地朽层上片的双悉向弹际性地形基梁，唇即蓄可轧计感算华在主动散荷载悼作用景下拱精圆和拔边墙爬的内狱力。局部站变形匀理论（圆珍环地名基局权部变甲形理劣论，击直边属墙）洁→共挠同就变圈形行弹旦性稻地麻基繁梁理腹论Un详de线rg爆ro欧un定d摔St击ru汉ct召ur突e秀En第gi责ne捧er早in虫gC窄h旦a相p害t书e受r葵23）.连拉续活介慨质墙力腥学妹的扬计闹算泄模盛型也称面围岩-结构产模型荷又称奖为现性代的狼岩体盼力学械模型哗。按连贫续介热质力碎学原促理及变形丢协调年条件分狡别搞计程算惭衬罩砌妖与促围扮岩业中剩的绕内士力员，新并馋据壁以谎验产算卵地迹层痰的顶稳路定倡性绳和砍进狸行艳结蔑构婆截惕面摆设占计父。围眨岩-结暗构止模重型射基毅本律概教念将悄支副护蓝结尿构役与液围闭岩帆视预为谅一钱个醉整椒体帽，差作猴为原共抄同价承昏载亚的朱地粒下蒜结播构破体钩系菊，感故识也松称烂复迫合叛整渴体蝇模记型巡寿。围岩脆是直俯接的返承载早单元支护启结构茎是镶追嵌在宿围岩摘孔洞抗上的承载眼环，只洗是用公来约蚁束和高限制广围岩扬的变坦形，两者共绘同档作榜用的端结欺果适是译使发支闪护即结选构鲁体翼系心达遥到参平使衡蛋状兽态怒。不密隙实-松缝散支桑撑羊顶升替-扰动传平统命的矩隧兵道长修姥建爹方晨法现代椒支护压理论西与传牲统支产护理寨论之料间的称区别传统瓣方法N修A抄T魄M被匀动野支制护主动肾支护4）数胀值模吨拟阶胁段有限培单元烟法、许有限贷差分船法外激，晋各挤国咸学竿者包提欧出挺了离豆散洋元已法悟、劈燕块骗体咐元颤法字、馆流性形葱元法等椒数值凭方法皮。目婚前卡许圈多驼通白用党化浪、傍商烘业办大融型星软充件面如An撒sy辈s、F熟l康a值c吹3诱D、S束a展p、A慎d饶i吊n菜a等闭。您这侮些弹软止件敌不抽仅狼能社提汗供未二恳维竭、径三络维吵技舱术愤，缓而藏且巾还释能廉提碧供子静痰力泻动饮力或分事析地、石线杠性煎非育线贺性忍分旦析投、泡小趋应虾变氧大苦应央变天分睡析孤。U价n额d许e同r产g吐r伶o婶u梁n母d抛S愈t唤r势u炼c院t都u絮r熔e冻E把n批g恨i否n科e欧e绘r尿i章n学gC绣h骗a候p登t德e阻r魂2计俘算叛网存格整个握三维医模型乔尺寸吗为3炒4猾8稳m脸×畜3酒7老0拌m曾×川2棋8容2斜m，且整讨个稿模讯型尼由5兽8族1傻2橡0拔2个愉单扬元勇和9系9顷7篇8辱5个就节骑点游组味成选，邮计消算恋网配格谢如亏图冈所胀示库内谱泵站您江地泻下洞副室群器几何饲模型调压紫井模洞型网杰格主厂贱房模幅型网战格交鹊通测洞可模叔型符网沸格通啊风羡洞航模本型镜网都格引水铜隧洞腔模型籍网格工遍作篮竖由井逝模但型毯网悼格压乌力殖管负道租模鸣型魔网种格主抹厂加房珠开乏挖旗后谨应迹力盛分铁布井特姑征(孝a舅)第雷一有层撒开什挖(b旦)第四削层开改挖(c松)第樱六虏层窜开雅挖(d仗)第垮九厨层博开捧挖主厂此房各塌层开脚挖后I剖面奋最大壳主应话力应宏力分介布图主厂夜房开器挖后械位移思分布省特征(a如)第痒一智层鼠开忆挖(b疼)第驴四禽层馅开士挖(c豪)第六月层开绕挖(d斥)第钩九待层舞开史挖主厂横房各难层开为挖后I剖面尿位移拨分布绵图(a馋)第键一脾层滥开都挖(b据)第婚四熔层鱼开告挖(棒c猪)第娘六捷层片开匪挖(傲d鲁)第九扶层开尾挖主厂曲房各宫层开胁挖后I推I剖面世位移固分布规图主芬厂较房抖开绣挖帖后跌塑帆性宣区敲分贞布校特阻征(a糖)第一器层开优挖(b躁)第烟四懒层鬼开编挖(猜c列)第稳六下层办开仗挖(方d介)第九粥层开脂挖主厂羊房各丛层开转挖后I剖班面政位眠移不分翅布卷图(帖a愁)第丢一芹层查开脉挖(永b榜)第四腰层开苍挖(包c雨)第纳六汁层匪开册挖(嚼d答)第岛九宇层猛开趋挖主未厂守房阴各麦层沾开格挖尿后I血I剖面袜位移全分布追图5）枣可狠靠脏度吹分区析脂阶疫段地塌下业结笑构伯所贺处会的离环染境杰条喜件造甚侨为划复甲杂峰，粮设真计哗过寸程护中搏存津在震的世不壳确讯定牢性听因贪素敏远暂比书地抽面部结斯构多多治。围昆岩探的课物杨理迹力翁学柿指文标槐的茄可奖靠牲度纸分跟析篇方念法还在拔发展恰之中碑，围谣岩和金支护倦结构蜂的各才项特吃性的统持计句特音征坛仍竭远纯不斯能最满田足互完石善设采计恐的霞需未要吼，但有应岭用肾可径靠催性膜理柳论瓣和仿推尽行盘概防率腊极涨限颜状享态抗设乐计毅是御当少今排国业内极外聋地狱下瓣工缠程娘设家计彼发泽展兴的必然无趋势。Un鉴de段rg爽ro萌un墙d疮St偷ru奸ct足ur镇e资En肃gi犁ne浙er兴in葛gCh尿ap荣te待r况2必伶须校强抽调地下忘结构潜计算挎理论仰的上谈述几保个发闻展阶很段在肤时间川上并爹没丸有扇截滨然枯的社先远后谈之暖分柄，黎后巾期蜻提徐出杰的族计由算遮方森法均一捐般倍也诵并陷不墨否跑定榆前愉期汤的踪蝶研械究鞋成贫果悬，反各钟有摇其晌比魄较铲适傍用窑的斧一皂面，但迎又各判自带荡有一免定的耍局限追性。将地是下结推构的耗计算尽模型终划分偷为以诊下几占种：以角参谣照扰已蛋往喉隧眠道催工帅程日的葵实屯践孝经寸验镰进固行籍工企程暮类爬比秒为弯主糠的经况验招设虹计旨法借；以您现货场设量汇测螺和军实经验斤室困试享验宾为特主数的兵实授用剖设积计缎方捡法些，鱼例翼如活以坚洞胡周锋位示移矛量现测烦值误为副根沃据诞的收烈敛合—池限瞎制虾法枝；作用塌—反赖作用胃模型型：例矛如毫对紫弹裁性购地倡基好圆顾环遮和砖弹魄性驻地福基蹄框熔架片建覆立窑的降计筛算匀法旋等连续应介质阵模型欣：包括扑解析仪法和鸣数值技法，立解析汽法中饲有封嚼闭解轧，也嘉有近挠似解茎，数值桃计算沙法目撑前主德要是左有限画单元查法。U盲n借d键e的r椒g珠r略o啊u正n蛮d兵S看t爱r香u刮c深t绒u啄r雾e睛E怠n逝g释i粥n引e推e暴r疾i熔n接gC我h水a吊p蜜t井e绘r毙2I两T领A我斧国庆采申用博的醋设疲计枯方斗法油有经验水类比侧模型帽：完闲全付依主靠冬经还验伤设哄计股地以下妻结勇构适的免设熔计宅模及型荷逼载-结构良模型普：与设机计地府面结亿构时古采用姐的方蒜法基纲本一予致，畜区别炮是计笨算衬泳砌内榴力时锋需考臭虑周竞围地寨层介景质对术结构剥变形联的约晕束作胳用。地层-结构高模型菊：将归衬傍砌哥和共地针层铸视废为结整纪体测，撑在况满将足跑变坐形夺协胃调串条汪件蛙的育前腰提泊下心分龄别昼计垫算般衬睬砌天与先地违层冻内旨力愉，由并漆据资以抽验顶算何地做层侮稳叉定丸性典和老进触行峡构已件塞截挨面男设窃计蹲。收敛-限丑制烧模旦型：舞计理算毫理槐论幕也瓶是磁地烘层-结构迎法U陆n挖d雾e碰r跌g劈燕r携o观u垫n善d榨S弃t右r片u糠c巴t亿u承r础e炊E裂n她g曲i版n远e世e偶r影i甘n衫gC僻h筹a疤p猪t锈e早r谢2荷载—斥—结说构燥法认喇为地层管对结脚构的卖作用狭只是加产生栏作用政在地惠下结赠构上般的荷芦载（包剩括主喘动的驳地层瓜压力咏和被库动的苗地层鸦抗力蒙），轿以计卸算衬蔬砌在估荷载体作用述下产世生的搞内力悟和变贼形的粪方法棉称为丹荷载——结原构续法发，该数方惰法冲有翁时具又单称垃为殖结规构跟力腥学自法框。荷筐载-结构趋方法根据颈地层咬压力虚计算江荷载结构较力学间方法消计算殖内力构件耍截面璃设计常郊用韵结头构饲力贸学板方呆法静泛定变结俊构缴内齐力砌与子位丢移台计冤算隔重离赌体梁浪、够刚密架蛇、膨拱屋的锋内毙力匹计效算梁蜜、特刚恢架修、散拱旱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