地下建筑结构
地下建筑结构(复习总结)
8 沉井与沉箱结构
三、沉井验算（课本193）：
1、下沉系数验算
2、抗浮系数验算（课本179页例题）
3、刃脚验算：刃脚向外挠曲验算、刃脚向内挠曲验算 （课本182页例题）
4、沉井在竖直平面内受弯计算－－抽成垫木计算（井壁 水平钢筋）：矩形（两点定位垫木和三点验算），圆形沉井 （四个支撑点和八个支撑点的验算）。
河北工业大学土木工程学院
9 地下连续墙结构
三、地连墙的计算方法（课本207表9-1）：
（一）较古典的计算方法： 假设条件：土压力已知，不考虑墙体和支撑变形。 方法：假想梁法、1/2分割法、泰沙基法 （二）横撑轴向力、墙体弯矩不变： 假设条件：土压力已知，考虑墙体变形，不考虑支撑变形。 方法：山肩帮男法、弹性法等 （三）横撑轴向力、墙体弯矩可变： 假设条件：土压力已知，考虑墙体、支撑变形。 方法：日本弹塑性法、有限元法 （四）共同变形理论： 假设条件：土压力随墙体变位而变化，考虑墙体、支撑变形 方法：森重龙马法、有限元法
一、定义：采用液压千斤顶或具有顶进、牵引功能的设备， 以顶管工作井作承压壁，将管子按设计高程、方位、坡度逐 根顶入土层直至达到目的地的一种修建隧道和地下管道的施 工方法。
二、顶管的分类（见课本340例题） 二、顶管的最大顶力计算（见课本245例题）
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一、附建式地下结构定义：
根据一定的防护要求修建的附属于较坚固的建筑物的地下室，与独立修 建的地下人防工事（单建式）相对应，又称为 “防空地下室” 或 “附建式 人防工事”。
二、人防工程分类：
—— 按构筑类型划分
明
单建掘开式
挖
主体的上部无永久性地面建筑
工
《地下建筑结构》课件
地下水库的工程实例
总结词
地质条件复杂、防渗性能要求高、环境保护 意识强
详细描述
地下水库通常位于地质条件复杂的地区，结 构设计需充分考虑地质勘察和地基处理。由 于水库蓄水后对防渗性能要求极高，结构设 计需采用可靠的防渗措施。此外，地下水库 的建设应充分考虑环境保护，避免对周边生
在地下建筑结构设计中，应注重环保和节 能，采用绿色建材和节能技术，降低能耗 和环境负荷。
地下建筑结构形式与选型
结构形式
根据地下建筑的使用功能、地质 条件和施工方法等因素，选择合 适的结构形式，如框架结构、拱 形结构、板墙结构等。
结构材料
根据地下建筑的结构形式和使用 环境，选择合适的建筑材料，如 混凝土、钢材等，并考虑材料的 强度、耐久性和经济性等因素。
地铁车站通常位于城市中心区域，地质条 件复杂，需要充分考虑地质勘察和地基处 理。同时，地铁车站作为公共交通枢纽， 对安全性要求极高，结构设计需满足抗震 、抗爆等要求。此外，地铁车站通常为大 跨度结构，以满足大量人流的集散需求。
大型商业综合体的地下结构设计实例
总结词
多功能性、人流量大、空间需求多样
详细描述
地下建筑的类型与用途
总结词
地下建筑的类型多样，包括地下交通设施、地下公共设施、地下居住设施等，用途广泛。
详细描述
地下建筑的类型非常多样，常见的有地铁、隧道、地下室等。这些不同类型的地下建筑用途广泛，例如地铁用于 城市交通，地下室可用于储藏或居住，隧道可用于交通或输水等。此外，还有一些特殊的地下建筑结构，如地下 核电站、地下水库等。
地下建筑结构考试要点
1.地下建筑是修建在地层中的建筑物，分为两类：一类是修筑在土层中的地下建筑结构，另一类是修建在岩层中的地下结构物。
2.衬砌结构主要起承重和维护两方面作用。
3.荷载种类：静荷载动荷载活荷载其他荷载4.围岩压力：指位于地下结构周围形成或破坏的岩层，作用在衬砌结构或支撑结构上的压力，可分为围岩垂直压力围岩水平压力围岩底部压力。
影响因素：主要与岩体结构岩石强度地下水作用洞室的尺寸和形状支护类型和刚度施工方法洞室的埋置深度和时间。
5.初始地应力场包括自重应力场和构造应力场。
6.弹性抗力：在拱顶，其变形背向地层，在此区域内岩土体对结构不产生约束作用，所以称为“脱离区”，而在靠近边拱脚和边墙部位结构产生压向地层的变形，由于结构与岩土体紧密接触，则岩土体制止结构变形，从而产生对结构的反作用力，这个作用力称为弹性抗力。
7.弹性地基梁是指搁置在具有一定弹性地基上各点与地基紧密相贴的梁。
8.弹性地基梁与普通梁的区别：1普通梁只在有限个支座处与地基相连，梁所受的支座反力是有限个未知力，因此普通梁是静定的或有限次超静定结构 2普通梁的支座通常看作刚性支座，即略去地基变形，只考虑梁的变形，弹性梁必须同时考虑地基的变形。
9.α是与梁和地基的弹性性质相关的一个综合参数，反应了地基梁与地基的相对刚度，对地基梁的受力特性和变形有重要影响，通常把α称为弹性特性系数，α又称为换算长度。
10.弹性地基梁的分类：断梁1＜λ＜2.75 长梁λ≥2.75 刚性梁λ≤1 11.按照多年的地下结构设计的实践,我国采用的设计方法可以分为四种模型1荷载结构模型2地层结构模型3经验类比模型4收敛限制模型12.荷载结构法:认为地层结构的作用只是产生作用在地下建筑结构上的荷载,衬砌在荷载的作用下产生的内力和变形,与其相应的设计方法称为荷载结构法13.地下结构的不确定因素1地层介质特性参数的不确定性2岩土体分类的不确定性3分析模型的不确定性4荷载和抗力的不确定性5地下结构的不确定因素6自然条件的不确定性 14 地下建筑结构可靠性分析特点:1周围岩土介质特性的变异性2地下建筑结构规模和尺寸的影响3极限状态及失效模式的含义不同4 极限状态方程呈非线性特性5土性指标的相关性6概率与数理统计的理论与方法应用14.浅埋式结构是指其覆盖土层浇薄,不满足压力拱的成拱条件或者是软土地层中覆盖厚度小于结构尺寸的结构,分类:直墙拱形结构矩形框架和梁板式结构15.附件式地下结构:它是指根据一定的防护要求修建的附属于较坚固的地下室16.修建防控地下室与修建单建式工事相比优越性1节省建设用地和投资2便于平战结合,人员和设备容易在战时迅速转移地下3增强上层建筑的抗震能力4上部建筑对战时核爆炸光辐射早期核辐射以及炮弹有一定的防护作用,防空地下室的造价比单建式防空地下室低5结合基本建设同时施工,便于施工管理,同时也便于使用过程中的维护17.不同断面形状(如圆形,矩形,多边形)的井管或箱体,按边排土边下沉的方式使其沉入地下,即为沉井或沉箱。
地下建筑结构课程设计
地下建筑结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够掌握地下建筑结构的基本概念、分类及其应用场景。
2. 学生能够理解地下建筑结构的主要受力特点及影响因素。
3. 学生能够掌握地下建筑结构设计的基本原则和方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析地下建筑结构的受力情况，并进行简单计算。
2. 学生能够运用地下建筑结构设计原则，设计出合理的地下建筑结构方案。
3. 学生能够通过实际案例，分析地下建筑结构在设计、施工和运维过程中的问题及解决方法。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到地下建筑结构在我国城市化进程中的重要作用，增强对地下空间利用的认识。
2. 学生能够培养对地下建筑结构设计和施工的严谨态度，提高职业素养。
3. 学生能够关注地下建筑结构领域的最新发展，激发对科学研究的兴趣。
课程性质：本课程为专业选修课，旨在帮助学生了解地下建筑结构的基本知识，提高解决实际问题的能力。
学生特点：学生为高中二年级学生，具备一定的物理和数学基础，但对地下建筑结构知识了解较少。
教学要求：结合学生特点和课程性质，采用案例分析、小组讨论等形式，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面达到上述目标，为未来进一步学习相关领域知识打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，结合教材《土木工程基础》中关于地下建筑结构的相关章节进行组织。
1. 地下建筑结构基本概念- 地下空间利用及分类- 地下建筑结构的特点及优势2. 地下建筑结构受力特点- 地下建筑结构受力分析- 影响受力特点的因素3. 地下建筑结构设计原则与方法- 设计原则与要求- 结构设计计算方法4. 地下建筑结构施工与运维- 施工技术及工艺- 运维管理及注意事项5. 案例分析- 著名地下建筑结构案例介绍- 案例中存在的问题及解决方法教学进度安排：第一课时：地下建筑结构基本概念第二课时：地下建筑结构受力特点第三课时：地下建筑结构设计原则与方法第四课时：地下建筑结构施工与运维第五课时：案例分析及讨论教学内容科学性和系统性：本章节内容涵盖了地下建筑结构的各个方面，从基本概念、受力特点、设计原则、施工与运维等方面进行系统讲解，确保学生全面掌握地下建筑结构相关知识。
地下建筑结构考试重点整理
地下建筑机构复习第一章衬砌结构的作用：承重和围护。
结构形式影响因素：受力条件、使用要求、施工方案。
结构形式：浅埋式结构、附建式结构、沉井结构、地下连续墙结构、盾构结构、沉管结构、桥梁基础结构、其他结构。
拱形结构的优点：1.地下结构的荷载比地面结构大，且主要承受垂直荷载。
因此，拱形结构就受力性能而言比平顶结构好。
2.拱形结构的内轮廓比较平滑，只要适当调整拱曲率，一般都能满足地下建筑的使用要求，并且建筑布置比圆形结构方便，净空浪费也比圆形结构少。
3.拱主要是承压结构。
适用于采用抗拉性能较差，抗压性能较好的砖、石、混凝土等材料构筑。
材料造价低，耐久性良好，易维护。
地下建筑与地面建筑结构的区别：1.计算理论、设计和施工方法。
2.地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂。
3.地下建筑结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上，而且约束着结构的移动和变形。
岩石地下建筑结构形式（一）拱形结构：1．贴壁式拱形结构：（1）半衬砌结构（2）厚拱薄墙衬砌结构（3）直墙拱形衬砌（4）曲墙拱形衬砌结构2．离壁式拱形衬砌结构（二）喷锚结构（三）穹顶结构（四）连拱隧道结构（五）复合衬砌结构第二章荷载种类：静荷载：是指长期作用在结构上且大小、方向和作用点不变的荷载。
动荷载：原子武器和常规武器的爆破冲击波；地震波作用下的动荷载。
活荷载：指在结构物施工和使用期间可能存在的变动荷载，其大小和作用位置都可能变化。
其他荷载：混凝土收缩、温度变化、结构沉降、装配误差等。
按其作用特点及使用中可能出现的情况分为以下三类：永久（主要）荷载、可变（附加）荷载和偶然（特殊）荷载。
软土地区浅埋地下工程采用“土柱理论”进行计算。
第三章弹性地基梁与普通梁的区别：1.超静定的次数是有限，还是无限。
2.普通梁的支座通常看作刚性支座，即略去地基的变形，只考虑梁的变形；弹性地基梁必须同时考虑地基的变形。
第四章国际隧协认为可将其归纳为以下四种模型：1.以参照已往隧道工程的实践经验进行工程类比为主的经验设计法；2.以现场量测和实验室试验为主的实用设计方法，例如以洞周位移量测值为根据的收敛—限制法；3.作用—反作用模型，例如对弹性地基圆环和弹性地基框架建立的计算法等；4.连续介质模型，包括解析法和数值法，解析法中有封闭解，也有近似解，数值计算法目前主要是有限单元法。
地下建筑结构设计-总复习【可编辑全文】
地下建筑的优点 有效的土地利用 能源利用的节省和气候的控制 安全 噪声和震动的隔离 便于维修管理
地下建筑的缺点 获得眺望和自然采光的机会有限 进人和往来的限制 能源上的限制
地下建筑与地面建筑结构的区别
（1）计算理论、设计和施工方法
（2）地下建筑结构所承受的荷载比地面结 构复杂。
（3）地下建筑结构埋置于地下，其周围的 岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上， 而且约束着结构的移动和变形。
所以，在地下建筑结构设计中除了要计算因素 多变的岩土体压力之外，还要考虑地下结构与 周围岩土体的共同作用。这一点乃是地下建筑 结构在计算理论上与地面建筑结构最主要的差 别。
第2章 地下建筑结构的荷载
1. 荷载种类和组合
荷载组合
各种荷载对结构可能不是同时作用，需进行 最不利情况的组合。先计算个别荷载单独作用下 的结构各部件截面的内力，再进行最不利的内力 组合，得出各设计控制截面的最大内力。
第4章 地下建筑结构的计算方法
1. 概述
经验 刚性理论 弹性理论
连续介质理论
1. 概述
我国采用的设计方法似可分属以下四种设 计模型： 1. 荷载—结构模型
1. 概述
将支护结构和围岩分开来考虑，支护结构 是承载主体．因岩作为荷载；结构与围岩的相 互作用是通过弹性支承对支护结构施加约束来 体现的，而围岩的承载能力则在确定围岩压力 和弹性支承的约束能力时间接地考虑。
头计算。
第10章 盾构法隧道结构
盾构隧道简介
• 盾构（shield）是一种钢制的活动防护装置或 活动支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、 海底，以及城市居民区修建隧道的一种机械。
• 头部可以安全地开挖地层 ,尾部可以装配预制 管片或砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌。
地下建筑结构复习提纲 -
第 1 章绪论1、地下建筑结构是修建在地层中的建筑物。
它可以分为两大类：一类是修建在土层中的；一类是修建在岩层中的；广义上讲，任何结构物都是修建在相应的介质中的2、地下建筑结构的作用（1）地下建筑结构，即埋置于地层内部的结构。
修建地下建筑物时，首先按照使用要求在地层中挖掘洞室，然后沿洞室周边修建永久性支护结构——即衬砌结构。
而内部结构与地面建筑的设计基本相同（2）作用：衬砌结构主要是起承重和围护两方面的作用。
承重，即承受岩土体压力、结构自重以及其它荷载的作用；围护，即防止岩土体风化、坍塌、防水、防潮等。
3、地下建筑与地面建筑结构的区别（1）计算理论、设计和施工方法（2）地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂。
（3）地下建筑结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上，而且约束着结构的移动和变形。
所以，在地下建筑结构设计中除了要计算因素多变的岩土体压力之外，还要考虑地下结构与周围岩土体的共同作用。
这一点乃是地下建筑结构在计算理论上与地面建筑结构最主要的差别。
第 2 章地下建筑结构的荷载1、掌握地下建筑结构所承受的荷载类型及其组合原则。
按存在状态可分为：静荷载、动荷载和活荷载等静荷载：又称恒载。
是指长期作用在结构上且大小、方向和作用点不变的荷载，如结构自重、岩土体压力和地下水压力等；动荷载：要求具有一定防护能力的地下建筑物，需考虑原子武器和常规武器（炸弹、火箭）爆炸冲击波压力荷载，这是瞬时作用的动荷载；在抗震区进行地下结构设计时，应计算地震波作用下的动荷载作用活荷载：是指在结构物施工和使用期间可能存在的变动荷载，其大小和作用位置都可能变化，如地下建筑物内部的楼地面荷载（人群物件和设备重量）、吊车荷载、落石荷载等。
地面附近的堆积物和车辆对地下结构作用的荷载以及施工安装过程中的临时性荷载其它荷载：使结构产生内力和变形的各种因素中，除有以上主要荷载的作用外，通常还有：混凝土材料收缩（包括早期混凝土的凝缩与日后的干缩）受到约束而产生的内力；各种荷载对结构可能不是同时作用，需进行最不利情况的组合。
地下建筑结构
1、地下建筑结构，即埋置于底层内部的结构。
2、衬砌结构主要是起承重和围护两方面的作用。
3、地下建筑结构的形式主要由使用功能，地址条件和施工技术等因素确定。
4、荷载分类：静荷载，动荷载，活荷载。
5、初始应力场一般包括自重应力场和构造应力场。
6、弹性地基梁计算模型：局部弹性地基模型，半无限体弹性地基模型。
7、α为弹性特征系数，反映了地基梁与地基的相对刚度。
8、弹性地基梁分类：短梁、长梁、刚性梁。
9、荷载—结构模型的设计原理，是认为隧道开挖后地层的作用主要是对衬砌结构产生荷载，衬砌结构应能安全可靠地承受底层压力等荷载的作用。
10、地层结构法的设计原理，是将衬砌和地层视为整体共同受力的统一体系，在满足变形协调条件的前提下分别计算衬砌与地层的内力，据以验算地层的稳定性和进行结构截面设计。
11、结构应满足的功能要求：安全可靠要求，适用性要求，耐久性要求。
12、结构的功能函数与极限状态函数：Z ＝g(R,S)=R-S; Z=0 结构处于极限状态。
13、可靠度尺度有三种：可靠概Ps 、失效概率Pf 、可靠度指标β。
14、所有的静定结构的失效分析均可采用串联模型。
15、超静定结构的失效可用并联模型表示。
16、浅埋式结构：直墙拱形结构，矩形框架结构，梁板式结构。
17、在地下水位较高或防护等级要求较高的工程中，一般除内部隔墙外，均做成箱形闭合框架钢筋混凝土结构。
18、受力钢筋的保护层最小厚度比地面结构增加5～10mm 。
19、变形缝的构造方式：嵌缝式，贴附式，埋入式。
20、单向板梁结构：L2/L1>2 。
双向板：L2/L1<=2 。
21、口部结构：室内出入口（多采用阶梯式），室外出入口（地面建筑倒塌范围外），通风采光洞。
22、沉井类型：隧道连续沉井，平战结合用的人防工事沉井。
23、沉井组成：井壁，刃脚（减少下沉阻力），内隔墙（增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径），封底和顶盖板（防止地下水渗入井内），底梁和框架。
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1.3地下建筑工程的特点:1)工程受力特点不同:地面是先有结构后有荷载,地下结构是先有荷载后有结构2)工程材料特性的不确定性:空间上不确定,时间上不确定性3)工程荷载的不确定性4)破坏模式的不确定性5)地下建筑工程信息的不完备性和模糊性6)地下支护结构形式的多样性1.4地下支护结构的类型:地下支护结构有:临时支护结构和永久支护结构支护结构的两个最基本使用要求:一是满足结构强度、刚度要求，以承受诸如水、围岩压力以及一些特殊使用要求的外荷载；二是提供一个能满足使用要求的工作环境，以便保持隧道内部的干燥和清洁。
（1）按设计与施工要求分类地下建筑结构分为：1）整体浇注结构：施工时，将地下支护结构整体现浇，一次性施工完成，形成整体型承载结构体。
2）锚喷支护结构：由锚杆、喷射混凝土结构组成的支护结构体3）复合式衬砌结构：该结构由初期支护结构（锚喷支护）和二次衬砌组成，是应用新奥法理论产生的支护结构，也是我过目前钻爆法中应用最广范的支护结构。
4）管片支护结构：该结构是盾构法或掘进机法施工中最常用的支护结构，环状结构由数个管片组成环形闭合承载结构体。
（2）按用途与功能分为：交通隧道、水工隧道、矿山隧道、城市地下建筑结构、地下工厂、基坑工程、军事与国防工程2.1地下岩体结构类型：岩体结构：是指岩体中结构面与结构体的排列组合关系结构体：是指岩体中被结构面切割围限的岩石块体结构体常见形状：柱状、板状、楔形、菱形，2.1.2岩体结构类型：1)整体与块状结构2)层状结构3)碎裂状结构4）散体状结构2.2结构面类型与特征岩体结构面：是指岩体内开裂的和易开裂的面如层理、节理、断层、片理等，又称不连续面。
2.2.1结构面的类型和特征（1）岩体中结构面的种类：岩体中有三种结构面：（1）原生结构面：又称成岩结构面，它是在成岩过程中形成的结构界面如：岩浆岩的流层、流纹、冷却、胀缩裂隙及侵入接触面；沉积岩的层理层面、龟裂；变质岩的片理、板理。
（2）次生结构面：又称风化结构面、非构造结构面，是岩石受外动力地质作用（风、水、生物等）产生的，如由风化产生的风化裂隙等，（3）构造结构面：指各类岩体在构造运动作用下形成的各种结构面，如劈理、节理、断层、层间错动等2.4.3结构面的强度特性：1）对于光滑无充填物的结构面，其抗剪强度为：=tan τσϕ2）对于粗糙起伏无填充物的结构面，其抗剪强度为：=tan()b i τσϕ+3）有填充物结构面的抗剪强度主要取决于填充物的成分、结构、厚度及充填程度等。
、2.4.4岩体的变形特征岩体由岩石和结构面构成，因此强度必然收到岩石和结构面强度极其组合方式（岩体结构）的控制。
和岩石一样，岩体强度也有抗压强度、抗拉强度和抗剪强度之分，人们研究的重点是岩石的抗压强度和抗剪强度，通常采用原味测试获得力学参数。
（1）单轴压缩条件下岩体的变形特征（变形阶段划分）1）第一变形阶段为图中OA 段曲线，属于微裂隙压密阶段。
2）第二变形阶段为图中AB 段曲线，属于弹性变形阶段。
3）第三变形阶段为图中BC 段曲线，属于初级膨胀阶段。
4）第四变形阶段为图中CD 段曲线，属于破坏阶段。
5）第五变形阶段为图中DE 段曲线，属于峰值后的变形与破坏阶段其变形指标有：变形模量0E 、弹性模量e E 、动弹性模量d E（2）岩体压力作用下的变形特征1）直线形：岩体变形为先谈性特征2）上凹形：随着压力增加，岩体变形速率加大。
3）上凸形：随着压力增加，岩体变形速率减小。
（3）岩体的流变特征包括：1）蠕变：指在应力一定的条件下，变形随着时间的持续而逐渐增长的现象。
2）松弛：变形保持一定时，应力随时间的增长而逐渐减小的现象。
3.1地下洞室围岩稳定性分析围岩的初始应力场：由于岩体的自重和地质构造作用，在开挖前岩体中就已经存在的地应力场，人们称之为围岩的初始应力场。
初始应力场：是指在天然状态下所具有的内在应力，可称之为岩体的初始应力或地应力。
围岩压力： 围岩变形与破坏将给地下洞室的稳定性带来危害，因而，需要对围岩进行支护衬砌，变形破坏的围岩对支护结构施加一定的荷载，成为围岩压力。
3.2.1初始应力场的组成：根据地应力场的成因将其分为自重应力场和构造应力场两大类，这两类应力场的基本规律有明显的差异。
构造应力场：是指地壳中各处发生的一切构造变形与破裂所形成的地应力，其成因比较复杂。
3.2.3影响岩体初始应力状态的因素（1）地形对自重应力的影响（2）地质构造对自重应力的影响（3）岩体不连续面对自重应力的影响（4）岩性对自重应力的影响（5）地下谁压力对岩体自重应力的影响（6）热应力对岩体自重应力的影响3.3围岩重分布应力计算动壁上的重分布应力为考察动壁上重分布应力的特点，把0r R =代入上式，得动壁上的重分布应力为02()cos 2[12(1)cos 2]0r k v k v v r θθσσσσσσθσλλθτ=⎧⎫⎪⎪=+--=++-⎨⎬⎪⎪=⎩⎭ 由上式可知，动壁上的重分布应力具有如下特点：a ． 动壁上的r 0,0r θτσ==，为单向应力状态；b ． θσ大小与洞室尺寸0R 无关；c ． 当h v 0180,3(31);o o v θθσσσλσ==-=-、d ． 当o90270o θ=、， h v 3(31)v θσσσλσ=-=-；e ． 当h =/1/3v λσσ<时，洞顶底将出现拉应力；f ． 当1/3< λ<3时，θσ为压应力且分布较均匀；g ． 当λ>3时，洞壁两侧出现拉应力，洞顶底出现较高的压应力集中。
应力集中系数：是指地下洞室开挖后洞壁上一点的应力与开挖前动壁处该点的天然应力的比值。
反映了动壁各点开挖前后应力变化情况。
3.6.1围岩岩体破坏类型与特征分析（1）局部落石破坏：这种破坏主要是由地质和施工原因造成的。
围岩自重所造成的（2）层状岩体张裂折曲破坏：这类岩体常呈软硬岩层相间的互层形式出现。
岩体中结构面以层理为主，并有层间错动及泥化层等软弱结构面发育。
此类破坏主要受岩层产装及岩层组合等因素控制，其破坏形式有：沿层面张裂、折断塌落、弯曲内鼓等，（3）剪切破坏：是由于弱面中的应力超过弱面抗剪强度而造成的，它是软弱围岩中最常见的破坏形式。
主要是由围岩应力和自重引起的，因此破坏部位受原岩应力场及弱面强度、密度、方位和组数支配。
采用多种方法组合支护。
（4）岩爆定义：强度较高且较完整的脆性岩体过度受力F 突然发生岩石弹性变形所引起的围岩压力的现象， 产生条件：1）应力条件：用洞壁的最大环向应力0σ与围岩单压强度c σ的比值来表征用初始应力中的1σ与围岩单轴抗压强度d σ的比值来表征10.165~0.35cσσ>时，极易发生岩爆。
2）岩性条件：当岩性变形能系数ω>70%时会发生岩爆。
ω越大，发生岩爆的可能性越大。
影响岩爆的因素：地质构造、洞室埋深。
变形压力：由于支护结构阻止围岩变形，它必然要受到围岩给予的反作用力而发生变形，这种反作用力和围岩松动压力及不相同，他是支护结构与围岩共同变形过程中对支护结构施加的压力。
防止手段：应力解除，打设超前钻孔或径向应力释放孔来转移掌子面的高地应力或注水降低围岩表面的张力 注水软化，钢纤维喷射混凝土短进尺，多循环，加强支护，钢拱架，衬砌紧跟，超前地质预报。
围岩分类的目的:从工程实际需求出发,对工程建筑的基础或围岩的岩体进行分类,并根据其好坏进行相应的试验,赋予它比不可少的计算指标系数,以便于合理地设计和采取相应的工程绪论,达到经济、安全、合理的目的。
隧道围岩分级的因素指标及选择1） 单一的岩性指标：岩石的抗压抗剪、抗拉强度，弹性模量，普氏坚固性系数f=Rb/100，f=tan ϕ（松散介质中）抗钻性、抗爆性。
缺点是只能表达出岩体特征性的某个方面，。
用作分级并不合适2） 单一的综合岩性指标：a.岩体的弹性纵波传播速度——>的完整性和强度成正比反映出岩体的力学性质和破坏程度。
b.岩体的质量指标（RQD ）——>反映岩体强度和破坏程度 100m RQD=100%u X 岩芯的累计长度钻孔长度c.围岩的自稳时间：根据围岩的自稳时间和未支护地段的长度将围岩分为稳定的，易掉块的，极易坍塌的，t=常数X (1)a L-+ L —未支护地层的长度 ； a —视围堰情况在0~1间变化的参数3） 符合指标：一个或两个以上的因素综合判定：*m w n n J J RQD Q K RQD J J SPF==== 5.6混凝土支护结构1）局部稳定原理：一、冲切破坏计算：喷混凝土若被危石冲切破坏时：1****/*i R G d R u d R G R u ≤→≥ R —安全系数；G —危岩自重；d —喷层厚度；i R —喷射混凝土抗拉强度 u —危岩底面周长2）粘结破坏（撕开作用计算）：当最大拉应力>喷层的计算粘结强度时，就会在接合面上撕开*/*u d R G R u ≥；u R —喷层与岩石之间的计算粘结强度。
5.7使用简化计算方法的限定条件是：1）允许围岩产生一定的内空变位，但不应出现有害松动，因此初期支护的喷混凝土和锚杆应紧跟开挖工作面，及时构筑。
2）应采用薄壁、柔性、可缩、可屈的支护结构，此结构对围岩的容许承载力不必过大。
3）考虑支护结构强度时，不应当只考虑锚杆、喷混凝土、钢拱架等支护结构的单独支护效果，还应当考虑由于锚杆、混凝土等支护结构使围岩形成支撑环的支护效果。
4）整个计算过程都应当按受剪破坏的条件来计算支护结构对围岩的容许承载力，并对支护结构的容许承载力的总和大于支护结构对围岩壁面施加的约束压应力的最小值作为强度校核的条件。
抗力区：衬砌在受力过程中的变形，一部分结构有离开围岩形成脱离区的趋势，另一部分压紧围岩所形成的区域。
支护结构中常用的挡墙结构有：1）钢板桩2）钢筋混凝土板桩3）钻孔灌注桩排桩挡墙4）H 型钢支柱、木挡板支护挡墙5）地下连续墙6）深层搅拌混凝土桩挡墙7）旋喷桩挡墙8）土钉墙 朗肯土压力的基本假定：1）挡墙背竖直、光滑。
墙后砂性填土，且表面水平无限长。
3）墙对破坏楔体无干扰。
衬砌的作用主要表现在：1）衬砌在施工阶段作为隧道施工的支护结构，它保护开挖面以防止土体变形、土体坍塌及泥水渗入，并承受盾构推进时的千斤顶顶力以及其他施工荷载。
2）竣工后，衬砌单独或与内衬一起作为隧道永久性支护结构，并防止泥水渗入，同时支撑衬砌结构周围的水土压力以及使用阶段和某些特殊需要的荷载，以满足结构的预期使用要求。
3）在水工隧道及通风隧道中要达到一定的光滑和抗腐蚀性的作用，为此常有在外层用装配式衬砌结构，而内里用现浇混凝土内衬。
地下建筑物衬砌结构计算理论的发展可大致分为：a.刚性结构阶段b.弹性结构阶段；c.假定抗力阶段；d.弹性地基梁阶段；e.连续介质阶段；f.数值方法阶段；g.极限优化设计阶段。