北京交通大学土木建筑工程学院地下工程课程设计
地下工程课程设计
地下工程课程设计地下工程课程设计是一门涉及地下空间利用和地下工程建设的专业课程。
通过该课程的学习，学生可以了解地下工程的设计原理、施工技术以及管理方法，为未来从事地下工程相关工作打下坚实的基础。
地下工程是指在地下空间进行的各类工程建设，包括地下隧道、地下车库、地下管网等。
这些工程通常是为了解决城市发展带来的土地资源有限的问题，利用地下空间进行补充和扩展，以满足城市的需求。
在地下工程课程设计中，学生需要参与到一个实际的地下工程项目中，从立项到设计再到施工，全面了解地下工程的整个过程。
首先，学生需要对项目进行调研和勘察，了解地质条件、地下水位以及其他可能影响工程建设的因素。
然后，根据调研结果，制定地下工程的设计方案，包括结构设计、防水设计、通风与排水设计等。
在设计方案确定后，学生需要进行施工图的绘制，并编制施工组织设计和施工方案，确保地下工程的安全和顺利进行。
在地下工程的施工过程中，学生需要学习和掌握各种地下工程施工技术。
例如，地下隧道的施工需要使用掘进机械和爆破技术，地下车库的施工则需要考虑通风和排水等问题。
同时，学生还需要了解和遵守相关的法律法规，确保地下工程的施工符合规范和标准。
除了技术和管理方面的内容，地下工程课程设计还需要注重培养学生的创新能力和团队合作精神。
学生需要在团队中扮演不同的角色，分工合作，共同完成地下工程项目的设计和施工。
在这个过程中，学生需要学会与他人进行有效的沟通和协调，解决问题和应对挑战。
地下工程课程设计是一门重要的专业课程，通过该课程的学习，学生可以掌握地下工程的设计和施工技术，并培养创新能力和团队合作精神。
这将为他们未来从事地下工程相关工作提供有力的支持和保障。
地下工程课程设计
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地下工程课程设计 | 11231042
由于到隧道上部地面有车辆荷载和人群荷载，会导致侧向压力的增大：
q超 K平均P 超 0.428 20 8.56kPa
E.
偶然荷载
在本次设计中，仅考虑比较简单的情况，偶然荷载可以不用考虑。
101.85kpa
q下 i hi K 2 1.7 16 4.3 18 0.7 （26.2 10） 6.5 （26.6 10） 0.406 90.88kpa
（3） 对于隧道侧墙底部土压力
q 侧底
h K 1.7 16 4.3 18 0.7 (26.2 10) 6.5 （26.6 10） 3.97 17
3．地层竖向水压力
q水顶 w h 10 10 6 40kPa
B. 底板永久荷载 1. 底板自重
q底 d 25 0.4 10kPa
2. 水压力（向上） ：
q水底 w h 10 10 6 7.17 111.7 KPa
C. 侧墙永久荷载 地层侧向压力按主动土压力的方法计算，由于埋深在地下水位以下，需考虑 地下水的影响(水土分算)。对于隧道侧墙上部土压力，用朗肯主动土压力方 法计算。 先计算侧向压力系数:
i i 2
0.406 118.28 kpa
D. 可变荷载 1. 地面超载： 按《地铁设计规范》(GB50157—2003)10.2.1 中第三条规定：在道路下面的 潜埋暗挖隧道，地面的车辆荷载按 20KPa 的均布荷载作用于地层上，并不计动 力作用影响。人群荷载按 4KPa 均布荷载标准值计算。 即： P 超 24kPa 。 2. 底板上可变荷载： 主要为列车车辆运行的可变荷载，一般取: 3. 侧向上可变荷载
北京交通大学土木建筑工程学院地下工程课程设计
目录第一章设计概况 (1)一、工程地质概况 (1)二、隧道概况 (1)三、设计过程 (2)第二章荷载计算 (2)一、永久荷载 (2)二、可变荷载 (3)三、荷载组合 (4)第三章建立模型 (5)一、建立明挖隧道模型 (5)二、定义边界条件 (5)三、施加荷载 (5)第四章分析工况 (7)第五章感想 (10)附录 (11)附表一各单元内力输出值 (11)附图一荷载分布图 (13)附图二明挖隧道衬砌划分单元建模图 (14)附图三轴力图（Midas GTS） (15)附图四弯矩图（Midas GTS） (16)附图五剪力图（Midas GTS） (17)附图六轴力图（Auto CAD） (18)附图七弯矩图（Auto CAD） (19)附图八剪力图（Auto CAD） (20)第一章设计概况一、工程地质概况线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部，第四纪地层沉积韵律明显，地层由上到下依次为：杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。
其主要物理力学指标如表一。
表一各层土的物理力学指标二、隧道概况隧道顶部埋深6m；采用明挖法施工；地下水位在地面以下4m处。
隧道断面形式和隧道埋深及土层情况见图一。
图一隧道埋深及土层分布图（单位：m）三、设计过程1、根据给定的隧道或车站埋深判断结构深、浅埋；2、计算作用在结构上的荷载（仅按使用阶段考虑）；3、进行荷载组合，只按照基本组合构件计算（1.35×永久荷载＋1.3×可变荷载）；4、绘出结构荷载图；5、利用ANSYS或Sap或Midas程序计算结构内力，绘出结构内力图（弯矩图、轴力图和剪力图）；6、提交完整的设计书。
第二章荷载计算一、永久荷载1、结构自重结构自重可以由Midas GTS软件在工况分析时激活，所以只需定义梁单元的材料特性，就可以在结构计算中激活自重荷载，这里就不做计算。
2、围岩压力地下结构的埋深小于天然拱高度，判断该明挖隧道为极浅埋。
出于安全考虑，所有土压力采用水土分算法，不考虑粘聚力对侧向土压力的影响，侧向土压力按郎肯主动土压力计算。
地下建筑工程课程设计
地下建筑工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握地下建筑工程的基本概念、分类及主要用途；2. 使学生了解地下建筑工程的施工方法、技术要求及质量控制要点；3. 引导学生认识地下建筑工程在城市建设中的重要性及其与环境保护的关系。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际地下建筑工程问题的能力；2. 提高学生在团队协作中沟通、讨论和总结的能力；3. 培养学生利用现代信息技术手段收集、整理和展示地下建筑工程相关知识的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对地下建筑工程领域的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 引导学生关注地下建筑工程的社会效益和环境保护，树立绿色建筑理念；3. 培养学生尊重劳动者，认同建筑工人的辛勤付出，树立正确的价值观。
本课程旨在通过理论教学与实践操作相结合，使学生全面了解地下建筑工程的知识体系，提高解决实际问题的能力，培养团队合作精神，同时注重情感态度价值观的培养，使学生在掌握专业知识的同时，具备良好的社会责任感和职业道德。
二、教学内容1. 地下建筑工程概述：包括地下建筑工程的定义、分类、用途及其在城市建设中的作用；教材章节：第一章 地下建筑工程概述2. 地下建筑工程设计原则与要求：介绍地下建筑工程设计的基本原则、设计流程及主要技术要求；教材章节：第二章 地下建筑工程设计3. 地下建筑工程施工技术：讲解地下建筑工程常用的施工方法、技术要点及质量控制措施；教材章节：第三章 地下建筑工程施工技术4. 地下建筑工程结构与支护：分析地下建筑工程的结构类型、受力特点及支护技术；教材章节：第四章 地下建筑工程结构与支护5. 地下建筑工程防水与排水：探讨地下建筑工程防水与排水的原理、方法及施工要求；教材章节：第五章 地下建筑工程防水与排水6. 地下建筑工程环境保护与节能：阐述地下建筑工程在施工过程中对环境保护的措施及节能技术；教材章节：第六章 地下建筑工程环境保护与节能7. 地下建筑工程实例分析：通过分析典型地下建筑工程案例，使学生了解实际工程中的应用及问题解决；教材章节：第七章 地下建筑工程实例分析教学内容按照教材章节进行组织，注重理论与实践相结合，循序渐进地引导学生掌握地下建筑工程的知识体系。
地下工程课程设计任务书
地下结构设计原理课程设计任务书一、课程设计的目的、意义本课程设计是土木工程专业（岩土与地下工程方向）的主要实践教学环节之一。
通过课程设计使学生掌握公路隧道衬砌的设计理论和设计方法，提高分析问题和解决问题的能力，加强学生文字表达能力，计算技巧等基本功训练，初步培养学生熟悉和运用行业设计规范，并具备解决工程设计问题的能力，能独立进行公路隧道工程的设计。
培养学生综合运用所学的理论知识，为毕业设计或毕业后从事隧道工程设计或施工工作打下良好基础。
课程设计是《地下工程》课程教学的重要实践性环节，是使学生熟练掌握隧道设计计算原理和计算方法的重要内容，为进一步的毕业论文和设计打下基础。
要求每个学生高度重视，必须认真按时完成。
课程设计未完成的或未上交的学生不得参加本课程的期末考试。
二、时间安排根据高等学校土木工程专业隧道及地下工程方向《地下工程》课程教学大纲要求：本课程安排两周的课程设计，采取分散进行的方式。
按照本学期本课程教学的实际教学情况，对课程设计工作做如下安排：1、根据教学进度，在讲授隧道结构计算章节前后将课程设计任务布置给学生；2、从讲授隧道结构计算内容算起，分散在4周时间内完成课程设计全部内容；3、课程设计计算书完成后，在第16周二（2014年6月10日）前由各班班长收集齐全后交指导教师；三、课程设计题目及资料1、课程设计题目：公路隧道结构计算分析老鹰岩隧道位于四川省乐山市马边县和沐川县之间，为一直线型隧道，公路等级：二级公路；道路设计行车速度： V=40km/h；隧道设计速度：V＝40km/h。
起止桩号为K49+785～K50+030，长245米。
主洞净宽9米，净高5米。
洞口段地质条件较差，对于V 级围岩地段，留核心土环形掏槽开挖；IV 级围岩地段，采用台阶法开挖。
施工支护采用喷射混凝土、钢筋网、钢架和锚杆联合支护，并辅以小导管等超前支护。
洞口浅埋段钢筋砼衬砌应及时施作。
洞身Ⅴ级围岩地段建议采用留核心土环形掏槽开挖或半断面开挖，短台阶法施工；洞身Ⅳ级围岩地段采用半断面开挖，短台阶法施工。
地下工程课设
地下工程课程设计地铁车站主体结构设计（地下矩形框架结构）《学院名称：土木工程学院班级：学生姓名：学生学号：指导教师：许炜萍目录第一章课程设计任务概述 (1)课程设计目的 (1)设计规范及参考书 (1)课程设计方案 (1)方案概述 (1)主要材料 (4)课程设计基本流程 (4)第二章平面结构计算简图及荷载计算 (5)第三章结构内力计算 (6)第四章结构（墙、板、柱）配筋计算 (7)第一章 课程设计任务概述课程设计目的初步掌握地铁车站主体结构设计的基本流程；通过课程设计学习，熟悉地下工程“荷载—结构”法的有限元计算过程；掌握平面简化模型的计算简图、主动荷载及荷载的组合方式、弹性反力及其如何在计算中体现；通过实际操作，掌握有限元建模、划分单元、施加约束、施加荷载的方法；掌握地下矩形框架结构的内力分布特点，并根据结构内力完成配筋工作。
为毕业设计及今后的实际工作做理论和实践上的准备。
设计规范及参考书1、《地铁设计规范》2、《建筑结构荷载规范》3、《混凝土结构设计规范》4、《地下铁道》（高波主编，西南交通大学出版社）5、《混凝土结构设计原理》教材6、计算软件基本使用教程相关的参考书（推荐用ANSYS ）课程设计方案方案概述某地铁车站采用明挖法施工，结构为矩形框架结构，结构尺寸参数详见表1-2。
车站埋深，地下水位距地面，中柱截面横向尺寸固定为（如图1-1横断面方向），纵向柱间距8m 。
为简化计算，围岩为均一土体，土体参数详见表1-1，采用水土分算。
路面荷载为2/20m kN ，钢筋混凝土重度3/25m kN co =γ，中板人群与设备荷载分别取2/4m kN 、2/8m kN 。
荷载组合按表1-3取用，基本组合用于承载能力极限状态设计，标准组合用于正常使用极限状态设计。
要求用电算软件完成结构内力计算，并根据《混凝土结构设计规范》完成墙、板、柱的配筋。
图1-1 地铁车站横断面示意图（单位：mm）表1-1 地层物理力学参数注：饱和重度统一取“表中重度+3”。
地下工程施工课程设计(3篇)
第1篇一、设计背景随着城市化进程的加快和地下空间利用需求的增加，地下工程施工技术在我国得到了广泛应用。
为了提高学生对地下工程施工技术的理解和掌握，本课程设计旨在让学生通过实际操作和理论分析，深入了解地下工程施工的基本原理、施工方法和施工组织，培养其解决实际工程问题的能力。
二、设计目标1. 理解地下工程的概念、分类和特点；2. 掌握地下工程施工的基本原理、施工方法和施工组织；3. 培养学生分析、解决实际工程问题的能力；4. 提高学生的团队合作精神和沟通能力。
三、设计内容1. 地下工程概况（1）地下工程的分类：按领域用途、空间位置等进行分类；（2）地下工程的特点：如施工环境复杂、安全风险高、施工难度大等；（3）地下工程施工的基本要求：如保证施工质量、安全、环保等。
2. 地下工程施工方法（1）明挖法：放坡开挖、非放坡开挖等；（2）暗挖法：浅埋暗挖法、盾构法、沉管法等；（3）特殊施工方法：如冻结法、顶管法等。
3. 地下工程施工组织（1）施工组织设计：包括施工进度、施工方案、施工资源、施工质量、安全、环保等方面的内容；（2）施工平面布置：包括施工场地、施工道路、临时设施、施工设备等；（3）施工资源配置：包括人力、物力、财力等。
4. 地下工程施工案例分析选择典型地下工程案例，分析其施工过程中的关键技术、施工组织、施工管理等方面的问题，总结经验教训。
四、设计步骤1. 确定设计题目，收集相关资料；2. 分析地下工程概况，确定施工方法；3. 制定施工组织设计，进行施工平面布置；4. 进行施工资源配置，确定施工进度；5. 撰写课程设计报告，进行答辩。
五、设计评价1. 设计报告的完整性、合理性；2. 施工方案的科学性、可行性；3. 施工组织设计的合理性、有效性；4. 案例分析的真实性、深度；5. 团队合作精神和沟通能力。
通过本次地下工程施工课程设计，学生将全面了解地下工程施工技术，提高其解决实际工程问题的能力，为今后从事地下工程相关工作奠定坚实基础。
《地下工程》课程设计
《地下工程课程设计》目录一、目的 (2)二、设计资料 (2)三、隧道设计 (2)四、管片衬砌结构设计 (7)五、轨道设计 (12)六、参考文献 (13)地铁区间盾构隧道建筑限界的确定与横断面设计一.目的:通过课程设计,使学生掌握地铁区间隧道车辆轮廓线、车辆限界、设备限界和建筑限界的计算过程与影响因素，车辆类型，支护结构类型，轨道类型，受电弓知识，直线与曲线隧道计算超高的办法及其对隧道建筑限界的影响等知识，使学生能够在任一速度和曲线半径下，选择车型和轨道设计，进行隧道衬砌选择和衬砌管片的选择，并且设计出管片的厚度和二次衬砌的厚度（若需要），绘出给定条件下的隧道建筑限界图（车辆轮廓线图、车辆限界图、设备限界图和建筑限界图），并给出具体控制点的坐标值，绘出单（复）线隧道直线和曲线条件下的衬砌内轮廓图，绘出衬砌设计图，绘出管片设计图等。
二．设计资料：取之于“广州地铁某线某区间盾构隧道设计”。
圆形盾构地铁区间隧道，底层参数为：粉粘土，上覆地层高12.0m，容重18.0kN/m3，地面超载20.0kN/m3，侧压力系数0.5，地基抗力系数30.0MPa/m。
设计要求：1)直线隧道，时速80km/h2)曲线段隧道，时速70 km/h，半径750m，车型B1,减震轨枕。
三．隧道设计：本隧道设计选择B1车型中的下部受流型车型，其车辆主要参数如下：1.车辆长度：19000mm2. 车辆宽度：2800mm3. 车辆高度：3800mm4. 车体重量：1) 空车：24000kg（钢车）2）重车：42600kg（钢车）●车辆轮廓线B1型计算车辆轮廓线坐标值（mm）如下表：点号0 1 2 3 4 5 6 27 28X 0 840 950 1129 1229 1299 1318 1332 1387Y 3800 3800 3750 3636 3538 3406 3315 3077 3063点号29 30 7 8 9 —10d 11d 12dX 1413 1358 1400 1400 1400 —1255 1255 1255Y 2621 2605 1860 1100 600 —600 355 160点号13d 14d 15d 16d 17d 20d 21 22 23X 1440 1441 1230 1065 1065 818 818 717.5 717.5Y 160 120 85 85 165 165 0 0 -25点号24 25 26 —12e 13e 14e ——X 676.5 676.5 0 —-1255 -1428 -1428 ——Y -25 80 80 —222 222 190 ——注：表中第0~9、10d点是车体上的控制点；第11d点是车轴上轴箱的控制点；第12d~15d点是转向架构架下受流器的控制点；第16d~20d点为下部受流转向架构架上的控制点；第21、22点为车轮踏面上的控制点；第23、24点为轮缘上的控制点；第25、26为连接在车轴上的齿轮箱最低点；第27~30点为信号灯预留位置。
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二、 可变荷载
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地下工程课程设计
1、地面超载 (1)竖向地面超载
P超 =20kN / m2
(1) 地面超载引起的侧向压力
Pa超1 =P超 K a1 =20 tan 2 (45 =9.099kN / m2 Pa超2 =P超 K a 2 =20 tan 2 (45 =8.117 kN / m 2 25 ) 2 22 ) 2
2、车辆荷载
P车 =20kN / m2
三、 荷载组合
在 Midas GTS 软件中，可以对不同的荷载进行组合成为荷载组。为了建模 分析的简便， 防止在荷载组合时出错，在这里直接计算除自重荷载外所有荷载组 合后的最终荷载，自重荷载在软件中再进行组合。 按照 1.35 永久组合+1.3 可变荷载 组合值，最终确定该明挖隧道的荷载分 布图如图二所示。
3、水压力 （1）竖向水压力 隧道顶部竖直向下水压力：
Pw1 = w h1 10 2 20kN / m2
隧道底部竖直向上水压力：
Pw2 = w h2 =10 7.8=78kN / m2
（2）侧向水压力
Pw1 = w h1 10 2 20kN / m 2 Pw 2 = w h2 =10 7.8=78kN / m 2
图二
荷载分布图
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地下工程课程设计
第三章
一、 建立明挖隧道模型
建立模型
首先在 Midas GTS 中建立工程，由于明挖隧道的中间墙和顶板和侧墙底板 的几何尺寸都不相同，所以定义了三种截面形式。衬砌使用 C30 混凝土，定义 材料的特性。将隧道衬砌的中心线在 Auto CAD 中生成 dxf 文件，然后导入工程 中，就生成了隧道衬砌的中线图。将隧道中心线划分为 76 个梁单元，共 75 个节 点。定义单元的材料截面特性。最终建立明挖隧道模型如图三示。
第二章
一、 永久荷载
荷载计算
1、结构自重 结构自重可以由 Midas GTS 软件在工况分析时激活，所以只需定义梁单元 的材料特性，就可以在结构计算中激活自重荷载，这里就不做计算。 2、围岩压力
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地下工程课程设计
地下结构的埋深小于天然拱高度， 判断该明挖隧道为极浅埋。 出于安全考虑， 所有土压力采用水土分算法， 不考虑粘聚力对侧向土压力的影响，侧向土压力按 郎肯主动土压力计算。 （1）竖向围岩压力
饱和重度γsat
杂填土 粉土 细砂 圆砾土 粉质粘 土 卵石土 基岩
1.0 3.0 6.0 4.5 6.0 10.0
16 18 19 19.5 20.0 20.0 22
24 26 27 27.5 28 28.5 29
50 90 100 120 150 200 300
0.8 0.9 1.2 1.5 1.8 2.0 2.5
0.4 0.35 0.32 0.32 0.32 0.30 0.35
20 21 22 25 23 27 35
0.005 0.01 0.01 0.01 0.02 0.03 0.04
二、 隧道概况
隧道顶部埋深 6m；采用明挖法施工；地下水位在地面以下 4m 处。隧道断 面形式和隧道埋深及土层情况见图一。Βιβλιοθήκη 图一地下工程课程设计
第一章
一、 工程地质概况
设计概况
线路垂直于永定河冲、洪积扇的轴部，第四纪地层沉积韵律明显，地层由上 到下依次为：杂填土、粉土、细砂、圆砾土、粉质粘土、卵石土。其主要物理力 学指标如表一。
表一
土的类型
厚度 （m） 天然重度γ （kN/m3） （kN/m3）
各层土的物理力学指标
弹性抗力系 数(MPa/m） 变形模量 E （GPa） 泊松比 μ 内摩擦角 ф（º） 粘聚力 C(MPa)
目录
第一章 设计概况.................................................................................................................... 1 一、工程地质概况.................................................................................................................1 二、隧道概况.........................................................................................................................1 三、设计过程.........................................................................................................................2 第二章 荷载计算.................................................................................................................... 2 一、永久荷载.........................................................................................................................2 二、可变荷载.........................................................................................................................3 三、荷载组合.........................................................................................................................4 第三章 建立模型.................................................................................................................... 5 一、建立明挖隧道模型.........................................................................................................5 二、定义边界条件.................................................................................................................5 三、施加荷载.........................................................................................................................5 第四章 分析工况.................................................................................................................... 7 第五章 感想.......................................................................................................................... 10 附录.......................................................................................................................................... 11 附表一 各单元内力输出值...............................................................................................11 附图一 荷载分布图...........................................................................................................13 附图二 明挖隧道衬砌划分单元建模图...........................................................................14 附图三 轴力图（Midas GTS）......................................................................................... 15 附图四 弯矩图（Midas GTS）......................................................................................... 16 附图五 剪力图（Midas GTS）......................................................................................... 17 附图六 轴力图（Auto CAD）........................................................................................... 18 附图七 弯矩图（Auto CAD）........................................................................................... 19 附图八 剪力图（Auto CAD）........................................................................................... 20