隧道结构力学计算复习资料
隧道工程复习资料
隧道工程复习资料隧道工程复习资料第一套复习资料一、单项选择题(下列各题中，只有一个备选项最符合题意，请将该备选项的代号填入括号中)1．采用复合式衬砌时，隧道的开挖轮廓应预留变形量。
当设计无规定时，I类围岩应预留( ) A．3~5mm B．5~7mm C．7~10mm D．特殊设计2．设置仰拱的隧道，仰拱回填的材料有( )。
A．天然砂砾 B．粗砂 C．片石混凝土或混凝土 D．稳定土3．一次喷射混凝土厚度应根据设计厚度和喷射部位确定，初喷厚度不得小于( )A．5 B．6 C．8 D．4—64．隧道衬砌模板放样时，允许将设计的衬砌轮廓线扩大( )cm，确保衬砌不侵入隧道建筑限界。
A．1 B．5 C．10 D．155．按岩石强度划分，饱和抗压极限强度为8MPa的围岩称为( )。
A．极软岩 B．软质岩 C．中硬岩 D．硬质岩6．某隧道单洞长1500m，按规定应划分为( )A．短隧道 B．中隧道 C．长隧道 D．特长隧道7．《公路工程质量检验评定标准》(JTJ 071—98)规定，锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的( )。
A．65％ B．75％ C．85％ D．95％8．特长隧道施工时，导向设备宜用( )A．经纬仪 B．激光定向仪 c．全站仪 D．地质罗盘9．隧道贯通后，施工中线及高程的实际贯通误差，应在未衬砌的( )m地段调整A．60 B．80 C．100 D．12010．按结构要求，模筑混凝土衬砌拱圈截面最小厚度为( )cm。
A．30 B．25 C．20 D．1511．二次衬砌墙面平整度采用( )m直尺进行检查。
A．1 B．1.5 C．2 D．312．产生岩爆的两个决定性因素是( )。
A．地层中是否有涌水和岩层是否有裂隙B．地层的岩性条件和地应力大小C．钻爆所用药量和掘进深度D．围岩涌水压力和岩石强度13．隧道锚喷支护喷射混凝土施工，一次喷射厚度应根据设计厚度和喷射部位确定,实喷厚度不得小于( )cm。
隧道结构力学计算
隧道结构力学计算
隧道结构力学计算是指对隧道结构进行力学分析和计算，以确定其受力状态和安全性。
隧道结构力学计算涉及以下几个方面的内容：
1. 隧道结构受力分析：通过分析隧道结构的受力情况，确定隧道在各个截面上的受力分布，包括截面内的轴力、弯矩、剪力等。
同时还需要考虑隧道的开挖和围岩的变形对结构的影响。
2. 结构稳定性计算：对隧道结构进行稳定性计算，包括抗滑稳定性、抗倾覆稳定性等。
通过确定结构的稳定性，可以评估结构的安全性。
3. 结构设计计算：根据受力分析和稳定性计算的结果，进行结构设计计算。
包括确定结构的截面尺寸、钢筋配筋等。
4. 结构材料力学性能计算：对结构材料的力学性能进行计算，包括混凝土的强度、钢筋的抗拉强度等。
在进行隧道结构力学计算时，需要应用力学原理和数学方法进行分析和计算。
通过合理的力学计算，可以评估隧道结构的安全性，并进行结构设计优化，确保隧道的运行安全。
隧道工程复习题(答案)
1.隧道的定义及类型。
答：定义：以某种用途、在地面下用任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面积大于2m2的洞室。
类型：按地质条件分为：土质隧道和石质隧道；按埋置深度分为：浅埋隧道和深埋隧道；按所在位置分为：山岭隧道、水底隧道、城市隧道；按用途分为：交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道。
2.围岩和围岩分级的定义，围岩分级的目的。
答：围岩：围岩是指隧道开挖后，其周围产生应力重力分布范围内的岩体，或者隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体。
围岩分级：根据长期的工程实际，工程师们认识到各种围岩的物理性质之间存在一定的内在联系和规律，按照这些联系和规律，可将围岩划分为若干级。
分级目的：作为选择施工方法的依据，进行科学管理及正确评价经济效益，确定结构上的荷载，给出衬砌类型及其尺寸，制定劳动定额、材料消耗的标准基础等。
3.我国现行的《铁路隧道设计规范》规定围岩基本分级有哪些因素确定？答：岩石坚硬程度和岩体完整程度。
4.岩体质量值Q实质上是什么的复合指标？答：Q实质上是岩石尺寸、抗剪强度和作用力的复合指标5.隧道工程地质调查的主要内容。
答：1.铁路工程地质技术规范总要求 2.地形地貌调查 3.地层岩性调查 4.地质构造调查 5.水文地质调查 6.滑坡、落石、岩堆、泥石流和溶岩地质调查7.地温的测定6.现行的许多围岩分级方法中，作为分级的基本要素大致有哪三类？答：1.与岩性有关的要素；2.与地质构造有关的要素；3.与地下水有关的要素。
7.隧道洞口原则，确定洞口的因素。
答：原则：1.洞口不宜设置在隘口、沟谷的中心或沟底低洼处；2.洞口应避开不良地质地段；3.当隧道线路通过岩壁陡立基岩裸露处时，最好不刷动或少刷动原声地表，以保持山体的天然平衡；4.减少洞口路堑段长度，延长隧道提前进洞；5.洞口线路宜与等高线正交；6.线路位于有可能被水淹没的河滩或水库回水影响范围内时，隧道洞口标高应高出洪水位加波浪高度，以防洪水灌入隧道；7.为了确保洞口的稳定安全，边坡及仰坡均不宜开挖过高；8.当洞口附近遇有水沟或水渠横跨线路时，可设置拉槽开沟的桥梁或涵洞，以排泄水流；9.当洞口地势开阔，有利于施工场地布置时，可利用弃渣有计划有目的地改造洞口场地，以便布置运输便道、材料堆放场、生产设施用地及生产生活用房等。
隧道力学的基本概念与计算模型
第1讲 隧道力学的基本概念与计算模型—发展历史
由于地下结构物的地质条件和它们的用途、使用期 限以及运营条件的不同，需要采用不同的设计计算方 法。同时，经验、工程类比和工程师们的判断也都是 必要的。有头脑的工程师们善于尊重隧道力学对某项 具体工程的分析成果，并根据自己的经验和判断做出 合理的设计和施工方案来指导设计和施工。
第1讲 隧道力学的基本概念与计算模型—研究内容
（6）岩土力学性质和本构关系的研究
岩土物理力学性质和本构关系的研究，既是岩土力学工作者 的主要任务之一，也应该是隧道力学工作者的一项重要任务。 严格地说．数值分析结果是否正确，往往取决于所选用的材料 本构模型和物理力学参数是否正确。
第1讲 隧道力学的基本概念与计算模型—发展历史
第1讲 隧道力学的基本概念与计算模型—隧道的特点与结构型式
2、隧道工程的特点与主要结构型式
（3）结构型式 6）单层多跨结构
第1讲 隧道力学的基本概念与计算模型—研究内容
3、隧道力学的研究内容
（1）隧道地质环境的研究
隧道是处在各种地质环境中的地下结构，因此，它必将受到 周围环境的强烈影响。所谓的地质环境包括：地质体的形成及 其经历；初始应力场（包括构造应力场在内）；各种地质体的 物理的、力学的、构造的和时间的特性及其分类等。科学地认 识地质环境对地下结构的影响是正确地进行结构设计和施工的 前提。
第1讲 隧道力学的基本概念与计算模型—计算模型
（2）结构力学方法
这一类计算模型主要适用于围岩因过分变形而发生松弛和 坍塌，支护结构主动承担围岩“松动压力”的情况。利用这类 模型进行隧道支护结构设计的关键问题，是如何确定作用在支 护结构上的主动荷载（其中最主要的是围岩产生的松动压力）， 以及围岩给支护结构的弹性抗力。
隧道工程复习知识的汇总（全）
隧道工程复习知识的汇总（全）隧道的分类：按地层分，可分为岩石隧道/土质隧道，按所处位置分为山岭隧道、城市隧道、水底隧道，按施工方法分为矿山法、明挖法、盾构法、沉埋法掘进机法等，按埋置深度分为深浅埋，断面分为圆，马蹄矩形等用途分为交通，水工，市政，矿山隧道隧道勘察的目的是在于查明隧道睡所处位置的工程地质条件和水文地质条件，以及隧道施工和运营对环境保护的影响。
隧道勘察的几个阶段：可行性研究勘察，初步勘察，详细勘察隧道勘察的主要手段：挖探，简易钻探，钻探，地球物理勘探初勘目的是为了选择隧道方案作出工程地质论证，任务是首先是隧道位置选择，主要手段是：以调查和测绘为主配合物探详勘目的：根据批准的初步设计，对以选定的隧道位置进行详细的工程地质勘察，为编制隧道的施工图提供工程地质资料。
主要任务是对隧道所在区的地形地貌工程地质特征及水文地质条件作出正确的评价，手段有调绘，物探，坑探，槽探，钻探。
隧道方案与自然条件的关系：坡面正交，斜交，平行，尾部进入型，深入谷地型越岭隧道如何选址或隧道平面位置的选择或隧道垭口的选择:1,优先考虑在线路总方向上火其附近的低垭口，2，虽远离线路总方向，但垭口两侧有良好的展线条件的河谷，又不损失越岭高程的垭口。
3.，隧道一般选在分水岭垭口两边河谷标高相差不大，并且两边河谷平面位置接近处4，工程地质和水文地质条件良好的垭口。
傍山隧道选址：1旁山隧道在埋深较浅的地段，一定要注意洞身覆盖厚度的问题。
为保持山体稳定和避免偏压产生，隧道位置宜往山体内侧靠。
2，河岸存在冲杀现象或河道窄水流急地段，要考虑河岸冲杀对山体稳定和4线路沿山嘴绕行应与直穿山嘴的隧道方案进行比较。
不良地质隧道位置的选择：岩性不好的含水的避免穿越，必须通过时，应采取可靠的工程处理措施，确保的安全。
1滑坡，错落（一般应避开滑坡体和错落体或在可能滑动面以下一定深度通过。
2松散堆积层（应避开，是洞身处于基岩中，并具有足够的安全厚度。
隧道复习要点整理
隧道复习要点整理1、隧道是一种地下工程结构物，通常是指修筑在地下或山体内部，两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的地下通道。
2、文献资料的收集包括：地形地貌资料、工程地质与水文地质资料、工程资料、气象资料、用地及环境资料、灾害资料、概预算资料调查、与隧道建筑相关的资源资料、相关法律法令调查。
3、隧道的构成①主体建筑物：洞身衬砌、洞门。
②附属建筑物：通风、照明、防排水、安全设施等。
4、洞身衬砌的作用是承受围岩压力、结构自重和其它荷载，防止围岩塌落、风化、防水、防潮等；5、洞门：在隧道端部外露面修的为保护洞口和排放流水的挡土墙式结构。
洞门的作用是防止洞口塌方落石、保持仰坡和边坡稳定；6、附属建筑物的作用是确保行车安全、舒适。
7、隧道按长度划分为：特长隧道：(1)特长隧道：L>3000 m(2)长隧道：3000 m ≥L>1000 m(3)中长隧道：1000 m ≥L>500 (4)短隧道：L≤500 m8、山岭隧道的施工方法：矿山法（传统矿山法、新奥法）和掘进机法（隧道掘进法、盾构掘进机法）；9、新奥法是以控制爆破或机械开挖为主要的掘进手段，以锚杆喷射混凝土为主要的支护方法，理论、量测和经验相结合的一种施工方法。
10、新奥法施工的基本原则是：少扰动、早支护、勤量测、紧封闭。
11、新奥法施工按开挖隧道的横断面分部情景来分，开挖方法为：全断面开挖法、台阶开挖法、分部开挖法。
12、隧道平面、纵断面设计时应注意什么问题？(1)平面设计根据《公路工程技术标准》规定进行设计，同时应照顾隧道的特点。
平面线形原则上采用直线，避免曲线，必须设置曲线时，其半径不宜小于不设超高的平面曲线半径，并应符合视距要求。
(2)纵断面设计隧道纵坡以不妨碍排水的缓坡为宜。
公路隧道控制坡度的主要因素是通风问题，一般在 2％以下，大于 3％是不可取的。
为考虑排水，隧道不应采用平坡，一般用 0.3～0.5％的坡度。
《铁路隧道》复习资料
《铁路隧道》课程复习重点：1．非电化隧道：指内燃牵引列车通行的铁路隧道。
2．翼墙式洞门：在端墙前面设置两道纵向支撑的斜挡墙，以增强端墙的稳定性。
3．围岩失稳：围岩变形达到了一定的限度，不能自稳，产生松动、坍塌。
4．斜眼掏槽：与开挖工作面呈一定角度的掏槽眼，掏槽效果较好。
5．矿山法：采用钻眼、放炮开挖隧道的方法。
6．硬岩：大于30MPa的岩石。
指饱和极限抗压强度Rb7．曲线隧道：隧道的纵向线形为曲线，铁路隧道需要加宽，公路隧道依据曲线半径的情况8．隧道预支护：超前于开挖工作面的支护，如超前锚杆、管棚等。
9．围岩压力：围岩对隧道结构形成的压力。
10．喷锚支护：用喷射混凝土和锚杆组成，对隧道施作的初期支护。
开敞式掘进机：大型全断面掘进机械，适用于中硬岩层。
11．围岩：隧道开挖后对周围地层发生扰动的那一部分岩体。
12．防水板：在隧道结构中的防水材料，有外贴式和夹层式。
13．二次衬砌：在复合式衬砌中的模注混凝土衬砌，待围岩基本稳定后施作。
14．非电控制爆破：采用药卷、塑料导爆管、传爆索、非电毫秒雷管等器材进行的爆破，它能有效地减少对围岩的扰动。
15．新奥法特点：“少扰动，早锚喷，勤量测，紧封闭”16．矿山法特点：“少扰动，早支撑，慎撤撸，快衬砌”17．隧道勘查的目的：①查明隧道所处位置的工程地质条件和水文地质条件②为规划、设计、施工提供资料为规划、设计、施工提供资料③对存在的岩土工程问题、环境问题进行分析评价，提出合理的设计和施工建议④隧道施工和运营对环境保护的影响提出意见18．隧道勘查的三个阶段：①可行性勘察（预可行性研究；工程可行性研究；桥隧可行性研究现状）②初步勘察（收集资料；工程地质选定隧道线位；初步勘察资料整理）③详细勘察（目的：为线位布设和编制施工图设计提供完整的工程地质资料；任务：在初勘基础上，进一步查明隧道沿线地质特征和不良地质规模、大小范围；步骤(1)前期的准备工作(2)沿线地质勘察(3)试验(4)资料整理(5)编写详勘报告）19．洞门位置的选择考虑哪些因素：1洞口应尽可能地设在山体稳定、地质较好，地下水不太丰富的地方。
长沙理工大学隧道工程复习资料
1、隧道：一种修建在地下，两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通行旳工程建筑物。
2、隧道建筑限界：为了保证隧道内多种交通正常运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物旳空间范围。
3、隧道平面：指隧道中心线在水平面上旳投影。
4、隧道净空：隧道衬砌内轮廓线所包围旳空间，包括隧道建筑限界、通风、照明及其他所需面积。
5、风流中性点：指风速为零旳点，它不会出目前纵向式通风中，而只会出目前半横向式和全横向式通风中。
6、复合式衬砌：由初期支护和二次衬砌及中间防水层组合而成旳衬砌形式。
7、围岩压力：指导起地下开挖空间周围岩体和支护变形或破坏旳作用力。
分类：松动压力、形变压力、膨胀压力、冲击压力。
8、围岩：指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内旳岩体，或指隧道开挖后对其稳定性产生影响旳那部分岩体。
9、围岩分级：根据岩体旳若干指标，按照稳定性将围岩提成不一样旳级别。
10、坍落拱：隧道开挖后围岩力学形态经历“平衡变形，破坏，坍塌，应力重分布-新旳平衡”旳过程，所得最终产物称为“坍落拱”。
11、洞门：隧道端部外露面，一般都修筑为保护洞口和排放流水旳挡土墙式构造，称为“洞门”。
13、岩体初始应力状态：指隧道开挖前未扰动旳岩体应力状态。
14、二次应力状态：隧道洞室开挖后，围岩旳初始应力状态遭到破坏，围岩应力在洞室周围一定范围内重新调整。
15、弹性抗力：由于支护构造发生旳围岩方向旳变形而引起旳围岩对支护构造旳约束反力。
16、新奥法旳基本概念是薄层支护手段来保持围岩强度，控制围岩变形，以发挥围岩旳自承能力，并通过施工监控量测来指导隧道工程旳设计与施工。
填空题1、隧道按用途可以分为：交通、市政、水工、矿山四种类型。
2、隧道洞口位置选择时应贯彻早进晚出原则。
3、隧道纵坡分为单坡和人字坡两种形式。
4、隧道旳轮廓线包括：衬砌内轮廓线、外轮廓线、实际开挖线三种。
5、隧道旳主体构造包括洞门和明洞。
6、围岩压力按作用力发生旳形态，一般可分为松动压力和形变压力膨胀压力、冲击压力。
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第一章绪论1.隧道:构筑在离地面一定深度的岩层或土层中用作通到底建筑物2.隧道分类:按周围介质分：岩石隧道和土层隧道;按用途不同分：交通隧道和市政工程隧道3.公路隧道：穿越公路路线障碍物的交通隧道4.公路隧道的主要特点:(1)断面形状复杂：宽而扁，高：宽<=1.;常有特殊构造：岔洞，紧急停车带回车区，以及双连拱隧道，小间距隧道，双层隧道;(2)荷载形式单一：主要是围岩压力，方向不会改变;(3)附属设施多：通风 ,照明,交通信号,消防,监控设施5.断面几何形状:考虑功能和经济的两方面:马蹄形,圆形(盾构开挖),拱形(山岭隧道),双连拱(浅埋土层,地形受限),矩形(沉管法,城市隧道)6..衬砌的结构类型分为四类:整体式砼衬砌;装配式衬砌;锚喷支护衬砌;复合式衬砌7..整体式砼衬砌又可分为:半衬砌;厚拱薄墙衬砌;直墙拱形衬砌;曲墙拱形衬砌(1)半衬砌:适用于岩石较坚硬并且整体稳定或基本稳定的围岩;对于侧压力很大的较软岩层或土层,为避免直墙承受较大压力,采用落地拱(2)厚拱薄衬砌:适用于水平压力很小的情况,拱脚较厚,边墙较薄(3)直墙拱形衬砌:铁路隧道常用,竖向压力较大,水平侧压力不大(4)曲墙拱形衬砌:地质条件差,岩石破碎松散和易于坍塌地段8.装配式衬砌:用于盾构法施工,深埋法施工,TBM法施工9.锚喷支护衬砌:喷混凝土和加锚杆两方法的统称。
常用方法：喷混凝土，钢筋网喷混凝土，锚杆喷混凝土，钢筋网锚杆混凝土，钢纤维喷混凝土;特点：有很强时效性，新奥法和挪威法10.复合式衬砌：主要应用于含水量较多的地段，外层为锚喷支护，中间有一层防水层，内层多为整体式衬砌，新奥法多采用11.初始地应力场由两种力系组成:自重应力分量;构造应力分量影响因素：一类是和地壳的运动，地下水的变化以及人类活动等因素有关12.构造应力场：区域性明显，测试方法：解析反演法，原位测试法 (1)地质的构造过程不公改变了地质的重力应力场，而且还有一总分残余在岩体内(2)构造应力场在一定深度内普遍存在且多为水平分量(3)构造应力具有明显的区域性和时间性13.作用在隧道结构上的荷载分为三类:主要荷载(就是长期作用的荷载,包括地层压力,围岩弹性抗力,结构自重力,回填岩土重力，地下静水压力及使用荷载);附加荷载（指非经常作用的荷载，包括施工荷载，灌浆压力，局部落石以及有温度变化或砼收缩引起的温度应力和收缩用力）;特殊荷载（一些偶然发生的荷载，如炮弹冲击力和爆炸时产生激波压力，地震力，车祸时冲撞力）14.形变压力:由岩体变形所产生的挤压力;15.松散压力:岩体坠落、滑移、坍塌所产生的重力16.围岩压力：形变压力和松散压力统称为围岩压力17.影响围岩压力的因素：a.岩土的重力b.岩体的结构c.地下水的分布d.隧道洞室的形状和尺寸e.初始地应力18.确定围岩压力的方法：a.现场量测b.理论估算c.工程类比法19.常用的围岩分类方法：a.岩石坚固系数分类法b.太沙基理论c.铁路围岩分类法d.人工岩石洞室围岩分类法e.水工隧道围岩分类法20.隧道结构计算的任务：就是采用数学力学的方法，计算分析在隧道修筑的整个过程中（包括竣工，运营）a.隧道围岩及衬砌的强度 b.刚度和稳定性，为隧道的设计及施工提供具体设计参数21.隧道的计算方法可分为三大部分：a.刚体力学法b.结构力学法（荷载位移法）c.连续介质力学法（地层结构法）22.附：19世纪后期，砼材料与钢材料的出现，地下结构的建造于计算进入地下连续拱形框架结构阶段，而计算的理论基础为线弹性结构力学；地下连续拱形框架结构式一种超静定弹性结构系统，荷载为地层压力，优点：以结构力学原理为计算理论基础缺点：没有考虑地层对衬砌结构变形所产生的弹性抵抗力23.如果人工考虑隧道衬砌和地层的相互作用，地下结构的计算方法仅分为结构力学方法和连续介质力学方法24.造成隧道结构计算结果不能直接应用的主要原因:(1)围岩的物理力学参数无法准确确定(2)隧道的荷载量级很大,无法准确给出(3)围岩自承能力除受围岩自身条件影响外,还受施工方法、时间、支护形式、洞室几何尺寸等的影响（4）围岩本构关系复杂和屈服性准则不完善性，使围岩自承能力无法发挥第二章隧道结构计算的结构力学法1.在分析过程中首先要确定地层压力，然后计算衬砌在地层压力和其他荷载作用下的内力分布，最后根据内力分布对衬砌结构断面进行验算2.荷载结构法和计算地表结构所采用的结构力学方法基本相同，主要差别是衬砌结构在变形过程中要受到周围介质的限制，分为力法与位移法3.拱形半衬砌隧道的结构计算：（1）半衬砌结构可简化为弹性固定平面无铰拱（计算模型）（2）拱顶截面建立位移协调方程，由拱顶截面的位移协调方程得拱脚处的位移和转角（3）将拱脚位移和转角方程代入拱顶截面位移协调方程，得关于未知力X1，X2的线性代数方程组，可得拱顶截面未知力（4）各截面强度校核4.拱形曲墙隧道的结构计算：（1）假定弹性抗力为镰刀形分布，拱形曲墙式衬砌的计算模型为墙角弹性固定而两侧受周围约束的无铰拱（2）通过h点的变形协调条件计算弹性抗力σh(3)计算主动荷载作用下衬砌的内力(4)σh=1时衬砌的内力(5)求出最大抗力值σh(6)用叠加的方法求出衬砌内任一点的内力5.拱形曲墙隧道的结构计算模型：竖向荷载所引起的侧墙部分的变形，将受到侧面围岩的约束，形成一个抗力区，这里假定弹性抗力为镰刀形，其量值用3个特征值控制：抗力上零点对一般与对称中线夹角为40°-60°；抗力下零点在拱脚处；最大抗力点h在衬砌最大跨度处，一般在抗力区2/3处6.拱形直墙隧道的局部变形法:在分析拱形直墙式隧道结构时,需将拱圈与直墙分开考虑,拱圈是一个拱脚弹性固定的无铰拱,弹性抗力假定为二次抛物线分布,边墙视为弹性地基梁,全部抗力有文克勒假设确定,墙顶和拱脚弹性固结,墙脚与基岩间有较大的摩擦力,无水平位移发生,他在基岩的作用视为刚性体7.外荷载产生的位移μhp和直墙拱的结构计算:(1)由弹性地基梁公式,计算系数μ1，β1，μ2，β2(墙顶位移)(2)由主动荷载及单位弹性抗力所产生的h点位移计算单位弹性抗力所产生的位移μhσ（3）由μhp和μhσ求得弹性抗力σh（4）根据任一截面i处的内力表达式得拱的截面内力（5）求出直梁的内力（6）校核8.隧道衬砌结构计算的矩阵力法计算步骤：（1）计算[F0](2)计算[γSX]并将其转化为[γSX]’(3)计算[γSP]并将其转化为[γSP]’（4）计算[Fxx],[Fxp]（5）计算赘余力{x}（6）计算衬砌单元节点{s}（7）计算衬砌节点位移{δ}9.隧道衬砌结结构计算的矩阵位移法计算步骤：（1）计算衬砌单元刚度位移矩阵（2）计算链杆刚度（3）计算墙底支座的刚度矩阵（4）集成总体刚度矩阵，并计算各元素值（5）消去已知位移（6）计算节点位移（7）计算单元节点力10.拱形直墙计算模型：拱圈是一个拱脚弹性固定的无铰拱，拱圈弹性抗力假定为二次抛物线分布，边墙视为弹性地基梁，全部抗力由文壳勒假设确定。
11.弹性地基梁分类：对于弹性地基梁按其相对长度al不同，可分为以下三种情况：当1≤al≤2.75，认为是短梁，即梁的一端受力和变形会影响到另一端。
当al≥2.75，认为是长梁，即梁的一端受力和变形不会影响到另一端。
当al≤1，认为是绝对刚性梁，即整个梁只产生平动和转动。
12.圆形隧道计算模型：作用在衬砌上的主要荷载包括土压力和水压力，其中竖向压力q由衬砌上方的全部土重组成，静水压力P由沿圆环均布径向压力和由圆环顶部开始向下月牙形变化的径向压力，地层的反力由直线分布假定。
13.圆形隧道含水平拉杆的内力计算：一是仅考虑安装拉杆所引起的衬砌内力，二是考虑拉杆安装后，在使用阶段的衬砌内力。
14.矩阵力法和位移法的区别：力法：柔度方程：力；位移法：刚度方程：位移。
计算衬砌结构的单元有三种：一是模拟衬砌结构偏心受压的衬砌单元；二是模拟围岩约束衬砌自由变形的链杆单元；三是模拟墙底地层约束墙脚变形的弹性支座单元第三章隧道结构计算的弹性力学法1.弹性力学的基本方程有：平衡方程，几何方程，物理方程附：平衡方程是从静力平衡条件出发，描述了应力分量与外力之间的平衡关系；几何方程是从变形连续条件出发，描述应力与位移之间的关系；物理方程表征了材料的本质属性，描述了戒指材料应力与应变之间的关系2.三次应力状态：（1）一次应力：地层中的原始应力场(隧道未开挖前岩体的初始静应力场)（2）二次应力状态：洞室开挖后，经应力重新分布，洞室周围的应力状态(由围岩初始应力场与开挖洞室引起的扰动应力场叠加得到)（3）三次应力状态：衬砌对围岩产生弹性抗力，使其达到三次应力状态(由于围岩的变形收到衬砌的限制,衬砌对围岩产生弹性抗力,使其达到三次应力状态)围岩三次应力场的位移是弹性抗力产生的位移与二次应力态位移的叠加第四章隧道结构计算的有限单元法1.有限单元法是一种数值计算方法，其基本思路是将连续体模型离散成为有限个单元，而单元之间通过节点连接，要求每个单元满足一定的力学条件，最后将所有单元再集成，组合求解问题的数值计算方法。
2.有限单元法分为：位移法和应力法，还有介于两者之间的混合法；常用的单元类型有：线单元，面单元和体单元三大类型。
二节点单元和以其为基础构成的面单元和体单元属于线性单元，低阶单元。
三节点单元和以其为基础构成的面单元和体单元属于高阶单元。
在隧道结构分析中，用线性杆单元模拟锚杆，用梁单元模拟喷射砼土层，用面单元模拟隧道平面围岩，用体单元模拟空间围岩体，用夹层单元模拟节理3.有限单元法的计算步骤：1）结构的离散2）建立单元节点，位移与节点力之间的关系3）根据虚功原理，用等效节点力代替作用在结构体系上的所有外力。
4)建立体系静力平衡方程5）引入边界条件，根据静力平衡方程求节点位移6）根据几何方程求得单元应变，再根据物理方程，求得单元应力4.有限单元法的求解方法：(1)位移法：先假定满足应变相容条件的单元内位移模式，求出应变分量，接着代入物理方程求出应力分量，然后把这些力学分量代入虚功原理得到以位移分量为未知量的联立代数方程组（2）应力法：首先假定单元内应力分布函数，并根据平衡方程求出内部和外部荷载的关系，然后由物理方程求出应变分量，把这些力学分量代入虚功原理组成以应力分量为未知数的代数方程组。
5.等参数单元的定义：位移模式和坐标变换式采用相同函数的单元称为等参元。
6.断层和节理的物理力学特征(夹层单元力学特征):软弱面削弱了岩体的整体受力，变形以及稳定性，可沿与层面垂直的方向传递压应力，也能沿与层面平行的方向传递剪应力，但不能传递拉应力。
由于这些软弱结构面的抗剪强度低于岩体强度，所以在不连续面间的剪应力超过某一限度时将发生相对滑动。