地下建筑结构

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地下建筑结构芬纳公式

地下建筑结构芬纳公式

地下建筑结构芬纳公式摘要:一、引言二、芬纳公式的定义和原理三、芬纳公式在地下建筑结构中的应用四、芬纳公式在工程实践中的优势五、芬纳公式在地下建筑结构设计中的局限性六、结论正文:一、引言地下建筑结构设计是一项复杂且具有挑战性的任务,其中涉及众多理论知识和技术方法。

芬纳公式作为评估地下建筑结构稳定性的一项重要指标,广泛应用于工程实践中。

本文将介绍芬纳公式的定义和原理,以及在地下建筑结构中的应用、优势和局限性。

二、芬纳公式的定义和原理芬纳公式(Fenner equation)是一种评估地下建筑结构稳定性及围岩压力的方法。

其基本表达式为:P = q + C × I其中,P 表示地下建筑结构所承受的围岩压力;q 表示地下建筑结构的宽度;C 表示芬纳系数;I 表示地下建筑结构的深度。

芬纳系数C 取决于地下建筑结构的材料性质、围岩类型及地下水位等因素。

三、芬纳公式在地下建筑结构中的应用在地下建筑结构设计中,芬纳公式常用于预测围岩压力,以便合理设计地下建筑结构的支护和衬砌。

通过芬纳公式,工程师可以较为准确地评估地下建筑结构在不同深度和地质条件下的稳定性,为工程实践提供依据。

四、芬纳公式在工程实践中的优势1.简便易懂:芬纳公式具有简洁明了的表达式,便于工程师快速掌握和应用。

2.适用性广泛:芬纳公式适用于多种地质条件和地下建筑结构类型,具有较高的通用性。

3.预测准确性:芬纳公式根据大量工程实践数据总结而来,具有一定的预测准确性,可以为工程设计提供可靠依据。

五、芬纳公式在地下建筑结构设计中的局限性1.忽略地下水影响:芬纳公式在计算围岩压力时,未考虑地下水对围岩稳定性的影响,可能导致在地下水位较高的地区预测结果不准确。

2.未考虑岩土材料非线性特性:芬纳公式将岩土材料简化为线性弹性体,忽略了材料非线性特性对地下建筑结构稳定性的影响。

3.适用范围有限:芬纳公式在某些特殊地质条件和地下建筑结构类型中,预测准确性较低,甚至不适用。

《地下建筑结构》课件

《地下建筑结构》课件
地下停车场通常位于建筑物地下层,空间利 用率高,可有效缓解城市停车难问题。由于 停车场的车辆荷载较大,结构设计需充分考 虑承载力和稳定性。同时,停车场环境湿度 大,对结构材料的耐久性和防潮性能要求较 高。
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

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

地下建筑结构

1、绪论基本概念:1地下结构的定义:保留上部地层(山体或土层)的前提下,在开挖出能提供某种用途的地下空间内修建的结构物,统称为地下结构。

2应用领域1、交通隧道:铁路隧道、公路隧道、行人隧道等;2、水工隧洞:引水隧道、地下电厂厂房等、闸门硐室等;3、矿山巷道:立井、平巷、斜井、马头门、硐室等;4、地下仓库:地下油库、地下炸药库、民用地下仓库等;5、地下民用与公共建筑:地下工厂、地下停车场、地下商业街等;6、地下市政工程:城市地铁、城市隧道、城市共同沟等;7、人防工程和国防地下工程:地下防空工程、地下飞机库、地下弹药库、地下指挥部等3、结构形式:地下结构常见的型式有以下几种(1)附建式结构(2)浅埋式结构(3)地道式结构(4)沉井法结构(5)盾构法结构(6)连续墙结构(7)顶管结构(8)沉管法结构4断面形式、影响因素:地下结构断面形式:矩形梯形多边形直墙拱形曲墙拱形扁圆形圆形影响因素:使用功能地质条件施工技术施工方法受力条件施工方案5 支护形式:(1) 防护型支护以封闭岩面,防止周围岩体质量的进一步恶化或失稳为目的。

特点:既不能阻止围岩变形,又不能承受岩体压力,而是仅用它通常是采用喷浆、喷混凝土或局部锚杆来完成的(2) 构造型支护支护结构满足施工及构造要求,防止局部掉块或崩塌而逐步引起整体失稳。

构造型支护通常采用喷射混凝土、锚杆和金属网、模筑混凝土支护等。

(3)承载型支护承载型支护应满足围岩压力,使用荷载、结构荷载及其它荷载的要求,保证围岩与支护结构的稳定性6发展三阶段:1刚性、这种计算理论认为.作用在支护结构上的压力是其上覆岩层的重力。

如:海姆(A.Haim)理论、朗肯理论和金尼克理论和著名的普氏理论等。

2弹性、a. 假定弹性反力阶段将结构的变形曲线和地层弹性反力的分布按某种形式分布进行了假定.并出变形协调条件计算弹性反力的量值、因此比前一种假定弹性反力法合理b.弹性地基梁阶段即所谓的局部变形理论: Winkler假定:地基反力(抗力)与该点的变形成这比。

地下建筑结构考试重点整理

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。

地下建筑结构重点

地下建筑结构重点

地下建筑结构复习(地下空间 2 班)一1、地下建筑:修建在土层和岩层中的各种工程建筑物地下建筑结构:指埋置于地层内部的结构,包括衬砌结构和内部结构根据所处周围介质不同,地下建筑结构可分为三大类:a 岩层地下建筑结构(岩石地下建筑结构):它是指修建在岩层(岩石)中的地下建筑结构物。

b 土层地下建筑结构:它是指修建在土层中的地下建筑结构物。

c 水下地下建筑结构:它是指修建在水底下的结构物。

2、衬砌:修建地下建筑物时,首先按照使用要求在地层中开挖空间(洞室),然后沿洞室周边修建永久性支护结构——即衬砌(与岩、土层直接接触的结构)作用:承重和围护作用3、地下建筑结构的横断面形状矩形结构:适用于工业、民用、交通等建筑物。

但直线构件不利于材料抗弯,故在地质条件较好、跨度较小或埋深较浅时常被采用。

圆形结构:当受到均匀径向压力时,截面内弯矩为零,这就能充分发挥混凝土结构拉压强度高的特性,故在淤泥质土层等类似承受静水压力的地质条件下应优先采用。

直墙拱形结构:当顶压较大时采用直墙拱形结构受力较为合理。

曲墙拱形结构:当顶压和侧压都较大时宜采用曲墙拱形结构。

4、地下建筑结构分类①浅埋式结构②隧道式结构③ 沉井(沉箱)结构④盾构法管片结构⑤地下连续墙结构⑥顶管结构⑦锚喷支护结构⑧矿山井壁结构⑨沉管结构5、地下建筑结构设计P5二1、荷载种类:永久荷载,又称静载:是指长期作用在结构上且大小、方向和作用点不变的荷载。

可变荷载,又称活载: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随时间变化。

偶然荷载又称动载:是指在结构物施工和使用期间不一定会出现,一旦出现,其值很大且持续时间很短的荷载。

最不利的荷载组合一般有以下几种情况:①静载② 静载+活载③静载+动载(原子爆炸动载、炮(炸)弹动载)2、荷载确定方法:使用规范,设计标准3、土压力计算土压力通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力。

土压力分类:①静止土压力:挡土墙在压力作用下不发生任何变形和位移,墙后填土处于弹性平衡状态时,作用在挡土墙背的土压力②主动土压:力在土压力作用下,挡土墙离开土体向前位移至一定数值,墙后土体达到主动极限平衡状态时,作用在墙背的土压力③被动土压力:在外力作用下,挡土墙推挤土体向后位移至一定数值,墙后土体达到被动极限平衡状态时,作用在墙上的土压力4、经典土压力理论:库伦土压力理论,朗肯土压力理论朗肯土压力基本理论: 1.挡土墙背垂直、光滑 2. 填土表面水平 3. 墙体为刚性体库仑土压力基本假定: 1.墙后的填土是理想散粒体 2. 滑动破坏面为通过墙踵的平面3.滑动土楔为一刚塑性体,本身无变形朗肯与库仑土压力理论存在的主要问题朗肯土压力理论基于土单元体的应力极限平衡条件建立的,采用墙背竖直、光滑、填土表面水平的假定,与实际情况存在误差,主动土压力偏大,被动土压力偏小库仑土压力理论基于滑动块体的静力平衡条件建立的,采用破坏面为平面的假定,与实际情况存在一定差距(尤其是当墙背与填土间摩擦角较大时)5、围岩压力计算1)围岩压力的概念:指位于地下结构周围变形或破坏的岩层,作用在衬砌结构或支撑结构上的压力。

地下建筑结构知识点总结

地下建筑结构知识点总结

地下建筑结构知识点总结上课补充知识点:名词解释:共同沟(地下综合管廊、地下综合体):在城市地下建造一个隧道空间,将电力、通信、燃气、给排水等各种工程管线集于一体,设有专门的检修口、吊装口和监测系统,实施统一规划、统一设计、统一建设和管理。

地下建筑:分为两类,一类是修建在土层中的地下建筑结构;另一类是修建在岩层中的地下建筑结构。

地下建筑通常包括在地下开挖的各种隧道与洞室。

地下建筑结构:埋置于地层内部的结构。

流变包括:蠕变、松弛、弹性后效填空题:隧道按间距分为:1.分离式隧道2.小净距隧道3.连拱隧道4.大跨隧道浅埋暗挖法十八字方针:管超前、严注浆、短开挖、强支护、紧封闭、勤测量简答题:什么是明挖法?(了解)明挖法是指一种先将地面挖开,在露天情况下修筑衬砌,然后再覆盖回填的地下工程施工方法什么是暗挖法?(了解)暗挖法是即不挖开地面,采用在地下挖洞的方式施工什么是盖挖法?(了解)当地下工程施做时需要穿越公路、建筑等障碍物而采取的新型工程施工方法,是由地面向下开挖至一定深度后,将顶部封闭,其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。

什么是盖挖顺做法?(可能考)挖到底再做主体结构(结合盖挖法的含义自己编)什么是盖挖逆作法?(可能考)边挖边做主体结构(结合盖挖法的含义自己编)第一章:绪论衬砌的定义:沿洞室周边修建的永久性支护结构衬砌的作用:衬砌结构主要起承重和维护作用。

承重,即承受岩土体压力、结构自重以及其他荷载的作用;围护,即防止岩土体风化、坍塌、防水、防潮等。

衬砌分类及适用条件:地下建筑结构断面形式:圆形、矩形、马蹄形、直墙拱形、曲墙拱形、多边形、扁圆形土层下地下建筑结构:浅埋式结构、附建式结构、沉井(沉箱)结构、地下连续墙结构、盾构结构、沉管结构、顶管结构等。

(后面所学的章节就是这些结构,这里可以做一个总述)岩层下地下建筑结构:(图本身没什么用,能够发散去想才有用)这里除了穹顶结构,其他结构在隧道工程中也有提及,书上都有,看看吧。

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1地下建筑结构的设计原则:安全适用、技术先进、经济合理。

2 确定地下建筑结构形式的因素:1)控制因素——受力条件:在一定地质条件下的围岩压力、水土压力和一定的爆炸与地震等动载下求出最合理和经济的结构形式。

2)制约因素——使用要求:地下建筑物必须考虑使用要求。

3)重要因素——施工方案:在地质条件和使用条件相同情况下,施工方法不同其采取的结构形式也不同。

3 围岩压力:是指位于地下结构周围岩土体发生变形或破坏,作用在衬砌结构或支撑结构上的压力。

是作用在地下结构的主要荷载。

4 围岩压力的影响因素①围岩的结构;②围岩的强度;③地下水的作用;④洞室的尺寸与形状;⑤支护的类型和刚度;⑥施工方法;⑦洞室的埋置深度;⑧支护时间;⑨其他因素5 地下结构与地面结构区别:(1)地下结构存在地层弹性抗力,其变形受到地层的约束;而地面结构的变形不受介质约束;(2)地下结构存在地层弹性抗力,结构的受力条件得以改善,其承载力有所增加4、初始地应力由自重应力和构造应力两部分组成。

6 当地下结构产生压向地层的变形,由于结构与岩土体紧密接触,则岩土体将制止结构的变形,从而产生了对结构的反作用力,即弹性抗力。

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两大区别:(1)超静定次数是无限还是有限普通梁只在有限个支座处与基础相连,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的结构。

弹性地基梁与地基连续接触,梁所受的反力是连续分布的,具有无穷多个支点和无穷多个未知反力,因此,弹性地基梁是无穷多次超静定结构。

(2)地基的变形是考虑还是略去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。

弹性地基梁则必须同时考虑地基的变形;梁与地基是共同变形的;一方面梁给地基以压力,使地基沉陷,反过来,地基给梁以相反的压力,限制梁的位移。

9新奥法:是以喷射混凝土和锚杆作为主要支护手段,通过监测控制围岩的变形,便于充分发挥围岩的自承能力的施工方法。

10 在隧道拱顶,其变形背向围岩,不受围岩的约束而自由地变形,这个区域称为“脱离区”。

11 在隧道的两侧及底部,结构产生朝向围岩的变形,受到围岩的约束作用,因而围岩对隧道衬砌结构产生了约束反力(弹性抗力),这个区域称为“抗力区”。

12 新奥法施工应遵循的基本技术原则:地下结构施工必须遵循的基本技术原则是:(1) 因为围岩是地下结构的主要承载单元,所以要在施工中充分保护和爱护围岩;(2) 为了充分发挥围岩的结构作用,应容许围岩有可控制的变形;(3) 变形的控制主要是通过支护阻力(即各种支护结构)的效应达到的;(4) 在施工中,必须进行实地量测监控,及时提出可靠的、足够数量的量测信息,以指导施工和设计;(5) 在选择支护手段时,一般应选择能大面积的、牢固的与围岩紧密接触的、能及时施设和应变能力强的支护手段;(6) 要特别注意,地下结构施工过程是围岩力学状态不断变化的过程;(7) 在任何情况下,使地下结构断面能在较短时间内闭合是极为重要的;(8) 在地下结构施工过程中,必须建立设计—施工检验—地质预测—量测反馈—修正设计的一体化。

12 半衬砌结构:在坚硬岩层中,若侧壁无坍塌危险,仅顶部岩石可能有局部滑落时,可仅施作顶部衬砌,不作边墙,只喷一层不小于20mm厚的水泥砂浆护面,即半衬砌结构。

厚拱薄墙衬砌结构:在中硬岩层中,拱顶所受的力可通过拱脚大部分传给岩体,充分利用岩石的强度,使边墙所受的力大为减少,从而减少边墙的厚度,形成厚拱薄墙结构。

直墙拱形衬砌结构:在一般或较差岩层中的隧道结构,通常是拱顶与边墙浇在一起,形成一个整体结构,即直墙拱形衬砌结构,广泛应用的隧道结构形式。

曲墙衬砌结构:在很差的岩层中,岩体松散破碎且易于坍塌,衬砌结构一般由拱圈、曲线形侧墙和仰拱底板组成,形成曲墙衬砌结构。

复合衬砌结构:复合支护结构一般认为围岩具有自支承能力,支护的作用首先是加固和稳定围岩,使围岩的自承能力可充分发挥,从而可允许围岩发生一定的变形和由此减薄支护结构的厚度13 连拱隧道:是洞体衬砌结构相连的一种特殊双洞结构形式,即连拱隧道的侧墙相连。

14隧道内轮廓线是决定衬砌断面大小最基本的要素,要考虑如下因素:①结构受力和行车界限;②从经济上、美学上加以比较,以求得合理的断面形式;③行车道宽、两侧路缘带宽、中隔墙宽、建筑界限高度因素;④洞内排水、通风、照明、消防、营运管理等附属设施所需空间;⑤围岩压力影响、施工方法等必要的富余量。

15 连拱隧道的中墙和二次衬砌的连接形式主要可分为以下四种形式:①上部支撑形式:将中墙作为双洞结构的共同部分,二次衬砌的拱脚支撑在中墙的上部,中墙设计得相对较厚;②贴壁式支撑形式:将双洞按两个独立的洞来考虑,中墙相对独立于左右洞的结构,成为双洞间的充填结构。

在中墙先行施工结束后,二次衬砌的施筑和单洞的方法相同;③下部支撑形式:介于上部支撑和贴壁式支撑之间,二次衬砌的支撑点转移到中墙的基础上;④混合式支撑形式:将中墙设计成非对称形式,是①和②形式的混合使用。

16 浅埋式结构:是指其覆盖土层较薄,不能满足压力拱成拱条件[H土<(2~2.5)h1,h1为压力拱高]或软土地层中覆盖层厚度小于结构尺寸的地下结构。

17 浅埋式结构形式可分为以下三种:(1)直墙拱形结构;(2)矩形框架结构;(3)梁板式结构。

18 一般浅埋式结构,常采用明挖法施工,比较经济;但在地面环境条件要求苛刻的地段,也可采用管幕法、箱涵顶进法等暗挖法施工。

19 变形缝分为两种:一种是防止由于温度变化或混凝土收缩而引起结构破坏所设置的缝,称为伸缩缝;另一种是防止由于不同的结构类型(或结构相邻部分具有不同荷载)或不同地基承载力而引起结构不均匀沉陷所设置的缝,称为沉降缝。

20 附建式地下结构:是指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,又称“防空地下室”或“附建式人防工事”。

21 结合基本建设修建防空地下室与修建单建式工事相比,有以下优越性: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入地下;3)增强上层建筑的抗地震能力;4)上部建筑对战时核爆炸冲击波、光辐射、早期核辐射以及炮(炸)弹有一定的防护作用;附建式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。

22 如遇到下列的情况,则更应优先考虑修建防空地下室:1)低洼地带需要进行大量填土的建筑;2)需要做深基础的建筑;3)新建的高层建筑;4)人口密集、空地缺少的平原地区建筑。

23 附建式地下室结构选形的主要依据:(1)上部地面建筑的类型;(2)战时防护能力的要求;(3)工程地质与水文地质条件;(4)战时与平时使用的要求;(5)建筑材料的供应情况;(6)施工条件。

24 盾构法隧道的设计内容基本上可以分为三个阶段进行:1)第一阶段为隧道的方案设计,以确定隧道的线路、线形、埋置深度以及隧道的横截面形状与尺寸等;2)第二阶段为衬砌结构与构造设计,其中包括管片的分类、厚度、分块、接头形式、管片孔洞、螺孔等;3)第三阶段为管片内力的计算及断面设计。

25 盾构法的施工过程①在隧道某段的一端建造竖井或基坑,以供盾构安装就位,盾构从竖井或基坑的墙壁开孔出发,在地层中沿着设计轴线,和向另一竖井或基坑的设计孔洞推进;②盾构掘进相当于装配式衬砌的一环长度;③千斤顶顶在已拼装好的管片上,使盾构前进;④缩回千斤顶;⑤用举重设备拼装管片衬砌,同时在开挖面进行开挖。

施工阶段的荷载对衬砌结构的影响:(1)管片拼装:纵向接缝拧紧螺栓,使管片局部出现较大的集中应力,导致管片开裂和存在着局部内应力。

(2)盾构推进:当盾构千斤顶施加在环缝面上,特别是千斤顶顶力存在偏心状态情况下,极易使管片开裂和顶碎。

(3)衬砌背后压注:过高的注浆压力常引起圆环变形和出现局部的集中应力,封顶楔形块管片也会向内滑移,必须对注浆压力进行一定的控制。

(4)衬砌环刚出盾尾的初期:衬砌顶部土压即迅速作用到衬砌上,而侧压却因某种原因未能及时作用,这时衬砌可能处于比基本使用阶段更为不利的工作条件。

(5)其它荷载:管片拼装荷载、车厢静载、管片调整形状时千斤顶推力、切割挖掘机的扭转力。

26 挤压混凝土衬砌:即在盾尾刚浇捣而未硬化的混凝土处在高压作用下,作为盾尾推进的后座,盾尾在推进的过程中,不产生建筑空隙,空隙由注入的混凝土直接填充。

27挤压混凝土衬砌施工方法的特点:(1)自动化程度高,施工速度快;(2)整体式衬砌结构可以达到理想的受力、防水要求,建成的隧道有满意的使用效果;(3)采用钢纤维混凝土能提高薄形衬砌的抗裂性能;(4)在渗透性较大的砂砾层中要达到防水要求尚有困难。

28 隧道衬砌结构的设计必须满足的两个基本要求:1)满足施工阶段及使用阶段结构、刚度的要求,以及承受诸如水、土压力以及一些特殊使用要求的外荷载;2)能提供一个满足使用功能要求的环境条件,保证隧道内部的干燥和洁净。

29 对接缝防水材料的基本要求为:1)保持永久的弹性状态和具有足够的承压能力,使之适应隧道长期处于“蠕动”状态而产生的接缝张开和错动。

2)具有令人满意的弹性期龄和工作效能。

3)与混凝土构件具有一定的粘结力。

4)能适应地下水的侵蚀。

30 圆形盾构隧道衬砌断面有以下优点:1)可以等同地承受各方向外部压力,尤其是在饱和含水软土层中修建地下隧道,由于顶压、侧压较为接近,更可显示出圆形隧道断面的优越性;2)施工中易于盾构推进;3)便于管片的制作、拼装;4)盾构即使发生转动,对断面的利用也无大碍。

31 与整体式现浇衬砌相比,装配式衬砌的特点在于:(1)安装后能立即承受荷载;(2)管片生产工厂化,质量易于保证,管片安装机械化,方便快捷;(3)在其接缝处防水需要采取特别有效的措施。

32 盾构封顶块的拼装形式有两种,一为径向楔入,另一为纵向插入。

33 盾构按多铰圆环计算圆环内力时的几个假定:(1)适用于圆形结构。

(2)衬砌环在转动时,管片或砌块视作刚体处理。

(3)衬砌环外围土抗力按均变形式分布,土抗力的计算要满足衬砌环稳定性的要求,土抗力作用方向全部朝向圆心。

(4)计算中不计及圆环与土介质间的摩擦力,这对于满足结构稳定性是偏于安全的。

(5)土抗力和变位间关系按文克尔公式计算。

盾构衬砌的分类及其比较按材料及形式分类:⑴钢筋混凝土管片①箱型管片用于较大直径的隧道。

单块管片重量较轻,管片本身强度不如平板型管片,特别在盾构顶力作用下易开裂;②平板型管片用于较小直径的隧道,单片管片重量较重,对盾构千斤顶顶力具有较大的抵抗能力,正常运营时对隧道通风阻力较小。

⑵铸铁管片优点:管片较轻,耐蚀性好,机械加工后管片精度高,能有效地防渗抗漏。

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