地下建筑結(jié)構(gòu)第三講

第三講地下工程的兩種計(jì)算實(shí)際1荷載-構(gòu)造法〔適用階段：朗肯、庫(kù)倫土壓力〕

2地層-構(gòu)造法〔實(shí)際階段：有限元法〕，開展趨勢(shì)

〔一〕經(jīng)典土壓力實(shí)際1靜止土壓力〔一〕經(jīng)典土壓力實(shí)際1庫(kù)倫土壓力實(shí)際〔1〕根本假定P13〔一〕經(jīng)典土壓力實(shí)際1庫(kù)倫土壓力實(shí)際〔2〕計(jì)算推導(dǎo)過程〔一〕經(jīng)典土壓力實(shí)際1庫(kù)倫土壓力實(shí)際〔3〕粘性土中等效內(nèi)摩擦角

〔a〕閱歷：c每添加10kPa，內(nèi)摩擦角可提高3~7度，平均5度。〔一〕經(jīng)典土壓力實(shí)際1庫(kù)倫土壓力實(shí)際〔3〕粘性土中等效內(nèi)摩擦角

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

〔c〕朗肯土壓力相等：缺陷：低墻保守，高墻危險(xiǎn)〔一〕經(jīng)典土壓力實(shí)際1庫(kù)倫土壓力實(shí)際〔4〕粘性土庫(kù)倫自動(dòng)土壓力公式〔一〕經(jīng)典土壓力實(shí)際2朗肯土壓力實(shí)際〔1〕根本假定P172朗肯土壓力實(shí)際〔二〕思索地下水時(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〕思索地下水時(shí)水土壓力計(jì)算2土的抗剪強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)方法與目的問題〔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：

位于地下構(gòu)造周圍變形或破壞的巖層，作用在襯砌構(gòu)造或支撐構(gòu)造上的壓力。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)算淺埋構(gòu)造垂直圍巖壓力的計(jì)算不思索摩擦影響的圍巖壓力集度為：淺埋構(gòu)造：當(dāng)?shù)叵聵?gòu)造上覆巖層較薄時(shí)，通常人為覆蓋層全部掩體分量作用于地下構(gòu)造。淺埋構(gòu)造垂直圍巖壓力的計(jì)算G-----ABCD體的總重量；F-----AB或CD面對(duì)G的摩擦力。淺埋構(gòu)造垂直圍巖壓力的計(jì)算由幾何關(guān)系：淺埋構(gòu)造垂直圍巖壓力的計(jì)算AB〔CD〕面程度土壓力分布：AB(CD)面所受總的程度力：AB(CD)面所受摩擦阻力：淺埋構(gòu)造垂直圍巖壓力的計(jì)算所以得：

思索摩擦影響的圍巖壓力集度為：淺埋構(gòu)造垂直圍巖壓力的計(jì)算將上式對(duì)H求導(dǎo)，并令其為零，那么可求得產(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：淺埋構(gòu)造垂直圍巖壓力的計(jì)算由此可知，在Hmax這個(gè)深度上，摩擦阻力為全部巖石柱分量之半。當(dāng)H=2Hmax時(shí)，Q=0。這闡明摩擦阻力已全部抑制了巖體下滑的分量。淺埋構(gòu)造垂直圍巖壓力的計(jì)算實(shí)踐上不能以為當(dāng)?shù)叵聵?gòu)造埋置深度H>2Hmax時(shí)地下構(gòu)造上完全沒有圍巖壓力作用。這是由于我們研討的是松散的圍巖，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)值上已超越巖石柱的全部分量，但是遠(yuǎn)離摩擦面〔特別是跨中〕的巖塊將因其自重而零落。深埋構(gòu)造垂直圍巖壓力的計(jì)算深埋構(gòu)造是指當(dāng)?shù)叵聵?gòu)造的埋深大到這樣一種程度，以致兩側(cè)摩擦阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了滑移柱的分量。卸荷拱壓力拱深埋構(gòu)造垂直圍巖壓力的計(jì)算當(dāng)?shù)叵聵?gòu)造上方具有足夠厚度的覆蓋層時(shí)，由于卸荷拱起到將巖體中立轉(zhuǎn)嫁給洞室兩側(cè)的作用，因此只需壓力拱內(nèi)的巖體分量作用在構(gòu)造上。卸荷拱壓力拱壓力拱高度：其中，普氏系數(shù)：深埋構(gòu)造垂直圍巖壓力的計(jì)算在地下構(gòu)造設(shè)計(jì)中，常忽略壓力拱曲線所呵斥的荷載集度的差別，垂直圍巖壓力取均布方式：程度圍巖壓力只是對(duì)較松軟〔fk<2〕的巖層才思索。程度圍巖壓力的計(jì)算任一深度z處的程度圍巖壓力集度為：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)墻底部軸向壓力作用下，或某些巖層，如黏性土層及石膏等遇水膨脹，都有能夠使洞室底部產(chǎn)生隆起景象。這種由于圍巖隆起而對(duì)襯砌底板產(chǎn)生的作用力，叫做底部圍巖壓力。底部圍巖壓力的計(jì)算第3章彈性地基梁實(shí)際彈性地基梁：是指擱置在具有一定彈性地基上，各點(diǎn)與地基嚴(yán)密相貼的梁。如鐵路枕木，鋼筋混凝土條形根底梁等。彈性地基梁與普通梁的區(qū)別：1、彈性地基梁----無限次超靜定；普通梁----有限次超靜定：2、彈性地基梁----要思索地基變形；普通梁----不要思索地基變形：彈性地基梁計(jì)算模型1、溫克爾地基模型〔也稱彈簧模型〕〔2〕表達(dá)式：〔1〕假設(shè)：地基外表任一點(diǎn)的沉降與該點(diǎn)單位面積上所受的壓力成正比。彈性地基梁計(jì)算模型1、溫克爾地基模型〔也稱彈簧模型〕〔3〕優(yōu)缺陷優(yōu)點(diǎn)：1〕參數(shù)少，便于運(yùn)用；2〕計(jì)算地基梁是，可以思索梁本身的實(shí)踐彈性變形。缺陷：1〕沒有思索地基中的剪應(yīng)力；2〕沒有思索地基延續(xù)性。彈性地基梁計(jì)算模型2、半無限體彈性地基模型〔1〕根本假設(shè)：地基是均質(zhì)、延續(xù)、彈性的半無限體。彈性地基梁計(jì)算模型2、半無限體彈性地基模型〔2〕優(yōu)缺陷優(yōu)點(diǎn)：1〕思索地基的聯(lián)絡(luò)整