地下建筑結(jié)構(gòu)-第三講

第三講地下工程的兩種計(jì)算理論1荷載-結(jié)構(gòu)法（實(shí)用階段：朗肯、庫(kù)倫土壓力）

2地層-結(jié)構(gòu)法（理論階段：有限元法），發(fā)展趨勢(shì)

（一）經(jīng)典土壓力理論1靜止土壓力（一）經(jīng)典土壓力理論1庫(kù)倫土壓力理論（1）基本假定P13（一）經(jīng)典土壓力理論1庫(kù)倫土壓力理論（2）計(jì)算推導(dǎo)過程（一）經(jīng)典土壓力理論1庫(kù)倫土壓力理論（3）粘性土中等效內(nèi)摩擦角

（a）經(jīng)驗(yàn)：c每增加10kPa，內(nèi)摩擦角可提高3~7度，平均5度。（一）經(jīng)典土壓力理論1庫(kù)倫土壓力理論（3）粘性土中等效內(nèi)摩擦角

（b）抗剪強(qiáng)度相等：（一）經(jīng)典土壓力理論1庫(kù)倫土壓力理論（3）粘性土中等效內(nèi)摩擦角

（c）朗肯土壓力相等：缺點(diǎn)：低墻保守，高墻危險(xiǎn)（一）經(jīng)典土壓力理論1庫(kù)倫土壓力理論（4）粘性土庫(kù)倫主動(dòng)土壓力公式（一）經(jīng)典土壓力理論2朗肯土壓力理論（1）基本假定P172朗肯土壓力理論（二）考慮地下水時(shí)水土壓力計(jì)算1水土分算和水土合算（1）水土分算：砂性土和粉土

（2）水土合算：粘性土

（二）考慮地下水時(shí)水土壓力計(jì)算2土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法與指標(biāo)問題（1）直剪儀慢剪—三軸儀固結(jié)排水剪（CD）

（2）直剪儀固結(jié)快剪—三軸儀固結(jié)不排水剪（CU）

（3）直剪儀不固結(jié)快剪—三軸儀不固結(jié)不排水剪（UU）2.3巖土體壓力的計(jì)算2.3.2圍巖壓力的計(jì)算圍巖壓力：

位于地下結(jié)構(gòu)周圍變形或破壞的巖層，作用在襯砌結(jié)構(gòu)或支撐結(jié)構(gòu)上的壓力。2.3巖土體壓力的計(jì)算圍巖壓力的種類2.3巖土體壓力的計(jì)算

淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算不考慮摩擦影響的圍巖壓力集度為：淺埋結(jié)構(gòu)：當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)上覆巖層較薄時(shí)，通常人為覆蓋層全部掩體重量作用于地下結(jié)構(gòu)。淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算G-----ABCD體的總重量；F-----AB或CD面對(duì)G的摩擦力。淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算由幾何關(guān)系：淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算AB（CD）面水平土壓力分布：AB(CD)面所受總的水平力：AB(CD)面所受摩擦阻力：淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算所以得：

考慮摩擦影響的圍巖壓力集度為：淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算將上式對(duì)H求導(dǎo)，并令其為零，則可求得產(chǎn)生最大圍巖壓力的深度：在這個(gè)深度上的圍巖壓力總值為：圍巖集度為：淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算由此可知，在Hmax這個(gè)深度上，摩擦阻力為全部巖石柱重量之半。當(dāng)H=2Hmax時(shí)，Q=0。這表明摩擦阻力已全部克服了巖體下滑的重量。淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算實(shí)際上不能認(rèn)為當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)埋置深度H>2Hmax時(shí)地下結(jié)構(gòu)上完全沒有圍巖壓力作用。這是因?yàn)槲覀冄芯康氖撬缮⒌膰鷰r，而不是一個(gè)剛性的塊體。對(duì)于下滑的松散體來說，雖然兩側(cè)的摩擦阻力在數(shù)值上已超過巖石柱的全部重量，但是遠(yuǎn)離摩擦面（特別是跨中）的巖塊將因其自重而脫落。