地下建筑結(jié)構(gòu)習題

1、1、地下建筑結(jié)構(gòu)：埋置于地層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。2、地下建筑結(jié)構(gòu)的作用：1）承重：承受巖土壓力、結(jié)構(gòu)自重以及其他荷載的作用。2）圍護：防止巖土體風化、坍塌、防水、防潮等。3、 地下建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則 ：安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理。4、 地下建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計兩階段 ：初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計（包括施工圖）。5、初步設(shè)計：在滿足使用要求下，解決設(shè)計方案技術(shù)上的可行性與經(jīng)濟上的合理性，并提 出投資、材料、施工等指標。6、技術(shù)設(shè)計：解決結(jié)構(gòu)的承載力、剛度和穩(wěn)定、抗裂性等問題，并提供施工時結(jié)構(gòu)各部件 的具體細節(jié)尺寸及連接大樣。7、 地下建筑結(jié)構(gòu)的形式主要由 使用功能、地質(zhì)條件 和施工技術(shù) 等因素確定。8、確定地下建

2、筑結(jié)構(gòu)形式的因素：1）控制因素一一受力條件：在一定地質(zhì)條件下的圍巖壓力、水土壓力和一定的爆炸與 地震等動載下求出最合理和經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)形式。2）制約因素一一使用要求：地下建筑物必須考慮使用要求。3）重要因素一一施工方案：在地質(zhì)條件和使用條件相同情況下，施工方法不同其采取 的結(jié)構(gòu)形式也不同。1、圍巖壓力：是指位于地下結(jié)構(gòu)周圍巖土體發(fā)生變形或破壞，作用在襯砌結(jié)構(gòu)或支撐結(jié)構(gòu) 上的壓力。是作用在地下結(jié)構(gòu)的主要荷載。2、圍巖壓力的影響因素 圍巖的結(jié)構(gòu)；圍巖的強度；地下水的作用；洞室的尺寸與形狀；支護的類型和剛度；施工方法；洞室的埋置深度；支護時間；其他因素3、地下結(jié)構(gòu)與地面結(jié)構(gòu)區(qū)別：（1）地下結(jié)構(gòu)存在地層彈

3、性抗力，其變形受到地層的約束；而地面結(jié)構(gòu)的變形不受介質(zhì)約束；（2） 地下結(jié)構(gòu)存在地層彈性抗力，結(jié)構(gòu)的受力條件得以改善，其承載力有所增加4、初始地應(yīng)力由自重應(yīng)力 和構(gòu)造應(yīng)力 兩部分組成。5、局部變形理論：彈性地基某點上施加的外力只會引起該點的沉陷，E.Winkler假設(shè):b =k a式中：b一巖土體的彈性抗力強度，kPa;k一巖土體的彈性抗力系數(shù)，kN/m3；a 一巖土體計算點的位移值，m。6、共同變形理論：彈性地基上的一點外力， 不僅引起該點發(fā)生沉陷， 而且還會引起附近一定范圍的地基沉陷。7、當?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生壓向地層的變形，由于結(jié)構(gòu)與巖土體緊密接觸，則巖土體將制止結(jié)構(gòu)的變形，從而產(chǎn)生了對結(jié)構(gòu)的反

4、作用力，即彈性抗力。8、荷載種類：(1) 靜荷載：又稱恒載，是指長期作用在結(jié)構(gòu)上且大小、方向和作用點不變的荷載，如結(jié)構(gòu)自重、巖土體壓力和地下水壓力等。(2) 動荷載：要求具有一定防護能力的地下建筑物，需考慮原子武器和常規(guī)武器炸彈、火箭)爆炸沖擊波壓力荷載，即瞬時作用的動荷載；在抗震區(qū)進行地下結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)按不同類型計算地震波作用下的動荷載作用。(3) 活荷載：是指在結(jié)構(gòu)物施工和使用期間可能存在的變動荷載，其大小和作用位置都可能變化。如地下建筑物內(nèi)部的樓地面荷載、吊車荷載、落物荷載、地面附近的堆積物和車輛對地下結(jié)構(gòu)作用的荷載以及施工安裝過程中的臨時性荷載等。(4) 其他荷載：混凝土材料收縮受到約

5、束而產(chǎn)生的內(nèi)力；溫度變化使地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力；不均勻沉降變形使地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力。9、 一般巖石地下建筑的荷載以作用在襯砌結(jié)構(gòu)上的靜荷載為主。地下室(附建式結(jié)構(gòu))，考慮動載作用時，地面部分房屋有被沖擊波吹倒的可能，結(jié)構(gòu)計算時是否考慮房屋的倒塌荷載需按有關(guān)規(guī)定確定。10、地下建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計標準： 根據(jù)建筑用途、防護等級、地震等級等確定設(shè)計地下建筑物的荷載。各種地下建筑結(jié)構(gòu)均應(yīng)承受正常使用時的靜力荷載； 地下建筑結(jié)構(gòu)材料的選用，應(yīng)滿足規(guī)范和工程實際要求； 地下襯砌結(jié)構(gòu)一般為超靜定結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力在彈性階段可按結(jié)構(gòu)力學計算?？紤]抗爆動載時，允許考慮由塑性變形引起的內(nèi)力重分布； 截面計算原則：結(jié)構(gòu)截面計算時

6、，按總安全系數(shù)法進行，一般進行強度、裂縫和變形驗算等。 安全系數(shù)：結(jié)構(gòu)在靜載作用下的安全系數(shù)可按相關(guān)規(guī)范確定； 材料強度指標：一般采用工業(yè)與民用建筑規(guī)范中的規(guī)定值。亦可根據(jù)實際情況， 參照水利、交通、人防和國防等專門規(guī)范。11、如何淺埋結(jié)構(gòu)上的最大圍巖垂直壓力及其深度的確定？12、如何深埋結(jié)構(gòu)圍巖中壓力拱高度的確定？1、彈性地基梁：是指擱置在具有一定彈性地基上，各點與地基緊密相貼的梁。2、彈性地基梁與普通梁的兩大區(qū)別：(1) 超靜定次數(shù)是無限還是有限普通梁只在有限個支座處與基礎(chǔ)相連，梁所受的支座反力是有限個未知力，因此， 普通梁是靜定的或有限次超靜定的結(jié)構(gòu)。彈性地基梁與地基連續(xù)接觸，梁所受的反

7、力是連續(xù)分布的，具有無窮多個支點和無 窮多個未知反力，因此，彈性地基梁是無窮多次超靜定結(jié)構(gòu)。(2) 地基的變形是考慮還是略去普通梁的支座通?？醋鲃傂灾ё绰匀サ鼗淖冃?，只考慮梁的變形。彈性地基梁則必須同時考慮地基的變形；梁與地基是共同變形的；一方面梁給地基 以壓力，使地基沉陷，反過來，地基給梁以相反的壓力，限制梁的位移。3、溫克爾(E.Winkler)對地基提出了如下假設(shè) ：地基表面任一點的沉降與該點單位面積上 所受的壓力成正比。4、 半無限體彈性地基模型假設(shè)：地基為一均質(zhì)、連續(xù)、彈性的半無限體。5、半無限體彈性地基模型優(yōu)點： 反映了地基的連續(xù)整體性； 從幾何上、物理上對地基進行了簡化，因

8、而可以把彈性力學中有關(guān)半無限彈性體的經(jīng)典問 答已知結(jié)論作為計算的基礎(chǔ)。缺點： 彈性假設(shè)沒有反映土體的非彈性性質(zhì)； 均質(zhì)假設(shè)沒有反映土體的不均勻性； 半無限體假設(shè)有反映地基的分層特點； 本模型在數(shù)學處理上比較復雜，因而在應(yīng)用上也受到一定的限制。6、短梁(有限長梁)：當彈性地基梁的換算長度 1V入V 2.75時，屬短梁。長梁：可分為無限長梁、半無限長梁。當換算長度入A 2.75時，屬于長梁；若荷載作用點距梁端的換算長度均不小于2.75時，可忽略該荷載對梁端的影響，為無限長梁；若荷載作用點僅距梁一端的換算長度不小于2.75時，可忽略該荷載對這一端的影響，而對另一端的影響不能忽略，為半無限長梁，無限長

9、梁可化為兩個半無限長梁。剛性梁：當換算長度入V1時，屬于剛性梁。7、在彈性地基梁的計算理論中，除局部彈性地基模型假設(shè)外，還需作如下三個假設(shè)： 地基梁在外荷載作用下產(chǎn)生變形的過程中，梁底面與地基表面始終緊密相貼，即地基的沉陷或隆起與梁的撓度處處相等； 由于梁與地基間的摩擦力對計算結(jié)果影響不大，可以略去不計，因而，地基反力處處與接觸面相垂直； 地基梁的高跨比較小，符合平截面假設(shè)，因而可直接應(yīng)用材料力學中有關(guān)梁的變形及內(nèi)力 計算結(jié)論。1、一個理想的地下建筑結(jié)構(gòu)的數(shù)學力學模型應(yīng)能反映下列的因素：(1) 必須能描述有裂隙和破壞帶的，以及開挖面形狀變化所形成的三維幾何形狀。(2) 對圍巖的地質(zhì)狀況和初始應(yīng)

10、力場不僅要能說明當時的，而且還要包括將來可能出現(xiàn)的 狀態(tài)。(3) 應(yīng)包括對圍巖應(yīng)力重分布有影響的巖石和支護材料非線性特性，而且還要能準確地測 定出反映這些特性的參數(shù)。(4) 如果要知道所設(shè)計的支護結(jié)構(gòu)和開挖方法能否獲得成功，即想評估其安全度，則必須將圍巖、錨桿和混凝土等材料的局部破壞和整體失穩(wěn)的判斷條件納入模型中。當然，條件必須滿足現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。(5) 要經(jīng)得起實際的檢驗，這種檢驗不能只是偶然巧合，而是需要保證系統(tǒng)的一致性。3、 在地層一一結(jié)構(gòu)模型中可以考慮各種幾何形狀、圍巖和支護材料的非線性特性、開挖面 空間效應(yīng)所形成 的三維狀態(tài)以及 地質(zhì)中不連續(xù)面 等等。4、 新奧法的基本原則可

11、歸納為：管超前、少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉 ：5、承載能力極限狀態(tài)：是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到最大承載能力或達到不適于繼續(xù)承載的較大變形的極限狀態(tài)；正常使用極限狀態(tài)： 是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到使用功能上允許的某一限值的極限狀態(tài)。6、 荷載結(jié)構(gòu)法原理認為，隧道開挖后地層的作用主要是對襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生荷載，襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng) 能安全可靠地承受地層壓力等荷載的作用。7、地層一結(jié)構(gòu)模型把地下 結(jié)構(gòu)與地層作為一個受力變形的整體，按照連續(xù)介質(zhì)力學原理來計算地下建筑結(jié)構(gòu)以及周圍地層的變形，不僅計算出襯砌結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形，而且計算周圍地層的應(yīng)力，充分體現(xiàn)周圍地層與地下建筑結(jié)構(gòu)的相互作用。8、 地層一結(jié)構(gòu)法主要包括包括如下內(nèi)容：地層

12、的合理化模擬、結(jié)構(gòu)模擬、施工過程模擬以及施工過程與周圍地層的相互作用的模擬、地層與結(jié)構(gòu)相互作用的模擬。 8、特征曲線法的基本原理是：地下工程開挖后，如無支護，圍巖必然產(chǎn)生向地下工程內(nèi)的變形(收斂)。施加支護以后，支護結(jié)構(gòu)約束了圍巖的變形(約束)，此時圍巖與支護結(jié)構(gòu)一起共同承受圍巖擠向地下結(jié)構(gòu)的變形壓力。9、荷載一一結(jié)構(gòu)模型采用荷載結(jié)構(gòu)法計算襯砌內(nèi)力，并據(jù)以進行構(gòu)件截面設(shè)計。其中襯砌結(jié)構(gòu)承受的荷載主要是開挖洞室后由松動巖土的自重產(chǎn)生的地層壓力。這一方法與設(shè)計地面結(jié)構(gòu)時習慣采用的方法基本一致，區(qū)別是計算襯砌內(nèi)力時需考慮周圍地層介質(zhì)對結(jié)構(gòu)變形的約束作用。10、 新奧法：是以噴射混凝土和錨桿作為主要支

13、護手段，通過監(jiān)測控制圍巖的變形，便于充 分發(fā)揮圍巖的自承能力的施工方法。12、 在隧道拱頂，其變形背向圍巖，不受圍巖的約束而自由地變形，這個區(qū)域稱為 脫離區(qū)”。13、在隧道的兩側(cè)及底部，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生朝向圍巖的變形，受到圍巖的約束作用，因而圍巖對隧 道襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了約束反力 (彈性抗力)，這個區(qū)域稱為 抗力區(qū)”。14、國際隧道協(xié)會認可的四種地下建筑結(jié)構(gòu)模型：(1) 以參照已往隧道工程的實踐經(jīng)驗進行工程類比為主的經(jīng)驗設(shè)計法；(2) 以現(xiàn)場量測和實驗室試驗為主的實用設(shè)計方法，例如以洞周位移量測值為根據(jù)的收斂限制法；(3) 作用 反作用模型，例如對彈性地基圓環(huán)和彈性地基框架建立的計算法等；(4) 連續(xù)介質(zhì)

14、模型，包括解析法和數(shù)值法，解析法中有封閉解，也有近似解，數(shù)值計算法 目前主要是有限單元法。15、我國采用的地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法可分為以下四種設(shè)計模型：(1) 荷載結(jié)構(gòu)模型(又稱結(jié)構(gòu)力學模型)；(2) 地層結(jié)構(gòu)模型(又稱巖體力學模型)；(3) 經(jīng)驗類比模型；(4) 收斂限制模型。16、新奧法施工應(yīng)遵循的基本技術(shù)原則：地下結(jié)構(gòu)施工必須遵循的基本技術(shù)原則是：(1) 因為圍巖是地下結(jié)構(gòu)的主要承載單元，所以要在施工中充分保護和愛護圍巖；(2) 為了充分發(fā)揮圍巖的結(jié)構(gòu)作用，應(yīng)容許圍巖有可控制的變形；(3) 變形的控制主要是通過支護阻力(即各種支護結(jié)構(gòu))的效應(yīng)達到的；(4) 在施工中，必須進行實地量測監(jiān)控，

15、及時提出可靠的、足夠數(shù)量的量測信息，以指導施 工和設(shè)計；(5) 在選擇支護手段時，一般應(yīng)選擇能大面積的、牢固的與圍巖緊密接觸的、能及時施設(shè)和 應(yīng)變能力強的支護手段；(6) 要特別注意，地下結(jié)構(gòu)施工過程是圍巖力學狀態(tài)不斷變化的過程；(7) 在任何情況下，使地下結(jié)構(gòu)斷面能在較短時間內(nèi)閉合是極為重要的；(8) 在地下結(jié)構(gòu)施工過程中，必須建立設(shè)計一施工檢驗一地質(zhì)預(yù)測一量測反饋一修正設(shè)計的 一體化。17、 地層與結(jié)構(gòu)作為一個有機的整體考慮，地層的合理模擬對結(jié)構(gòu)及周圍地層的變形及內(nèi)力 具有非常重要的影響，為此，盡可能地選擇地層材料的合理本構(gòu)模型。 巖體的本構(gòu)模型：體現(xiàn)巖體的非線性、時間效應(yīng)一一彈塑性模型和

16、粘彈性模型，可反映巖體的不可逆性、剪脹性、應(yīng)變軟化、各向異性等；彈塑性模型的屈服準則有Drucker-Prager屈服準則、Mohr-Coulomb屈服準則、劍橋屈服準則、以及多種硬化準則。粘彈性模型有Maxwell模型、廣義 Kelvin模型等。 土體的本構(gòu)模型：體現(xiàn)土體特性一一非線彈性模型、劍橋模型、固結(jié)模型、考慮剪脹性彈 塑性模型、粘彈性模型等。 地層中的滲流：滲流耦合模型。 土體中孔隙水壓力的變化：固結(jié)模型。 節(jié)理、裂隙：節(jié)理單元模擬。1、 半襯砌結(jié)構(gòu)：在堅硬巖層中，若側(cè)壁無坍塌危險，僅頂部巖石可能有局部滑落時，可僅施作頂部襯砌，不作邊墻，只噴一層不小于20mm厚的水泥砂漿護面，即半襯

17、砌結(jié)構(gòu)。厚拱薄墻襯砌結(jié)構(gòu)： 在中硬巖層中，拱頂所受的力可通過拱腳大部分傳給巖體，充分利用巖石的強度，使邊墻所受的力大為減少，從而減少邊墻的厚度，形成厚拱薄墻結(jié)構(gòu)。直墻拱形襯砌結(jié)構(gòu)： 在一般或較差巖層中的隧道結(jié)構(gòu)，通常是拱頂與邊墻澆在一起，形 成一個整體結(jié)構(gòu)，即直墻拱形襯砌結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用的隧道結(jié)構(gòu)形式。曲墻襯砌結(jié)構(gòu)：在很差的巖層中，巖體松散破碎且易于坍塌，襯砌結(jié)構(gòu)一般由拱圈、曲 線形側(cè)墻和仰拱底板組成，形成曲墻襯砌結(jié)構(gòu)。復合襯砌結(jié)構(gòu)：復合支護結(jié)構(gòu)一般認為圍巖具有自支承能力，支護的作用首先是加固和穩(wěn)定圍巖，使圍巖的自承能力可充分發(fā)揮，從而可允許圍巖發(fā)生一定的變形和由此減薄支護結(jié)構(gòu)的厚度。2、 根據(jù)

18、半襯砌結(jié)構(gòu)的特點和受力特征，其內(nèi)力計算的基本假定如下：(1) 半襯砌結(jié)構(gòu)的墻與拱腳基本上互不聯(lián)系，故拱圈對薄墻影響很小；(2) 拱腳處的約束既非皎結(jié)，亦非完全剛性固定，而是介于兩者之間的彈性固定”，即只能產(chǎn)生轉(zhuǎn)動和沿拱軸切線方向的位移，且?guī)r層將隨拱腳一起變形，并服從E.Winkler假設(shè)；(3) 半襯砌結(jié)構(gòu)在各種垂直荷載作用下，拱圈的絕大部分位于脫離區(qū)，因此，可不計彈性抗力的影響；(4) 半襯砌結(jié)構(gòu)，實際上是一個空間結(jié)構(gòu)，但由于其縱向較之其跨度方向大的多，受力特征符合平截面假設(shè)，計算時按平面應(yīng)變問題處理。3、直墻拱結(jié)構(gòu)計算時基本假定：(1) 直墻拱結(jié)構(gòu)是一個空間結(jié)構(gòu)，但其縱向長度遠大于其跨度，

19、可按平面應(yīng)變問題處理。(2) 拱圈與邊墻整體連接，地層壓力、結(jié)構(gòu)自重等以梯形分布，拱圈抗力區(qū)假定為二次拋物線規(guī)律或不考慮(回填不密實時)；(3) 邊墻視為彈性地基梁，彈性抗力按局部變形理論確定；(4) 墻底與基巖間的摩擦力足夠大，克服剪力作用，不產(chǎn)生水平位移，因此，邊墻可視為絕對剛性的地基梁；(5) 實際工程中邊墻與底板通常分別澆筑，計算中不予考慮。4、連拱隧道：是洞體襯砌結(jié)構(gòu)相連的一種特殊雙洞結(jié)構(gòu)形式，即連拱隧道的側(cè)墻相連。5、 襯砌結(jié)構(gòu)類型和尺寸，應(yīng)根據(jù) 使用要求、圍巖級別、圍巖地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件、隧 道埋置位置、結(jié)構(gòu)受力特點，并結(jié)合工程施工條件、環(huán)境條件，通過工程類比和結(jié)構(gòu)計算綜 合

20、分析確定。6、洞周承載環(huán)形成的兩種方法：1）通過錨桿支護所及的范圍內(nèi)形成了承載力較強的承載環(huán)；2）施作襯砌結(jié)構(gòu)，或施作由噴層（必要時同時設(shè)置錨桿和網(wǎng)筋）和襯砌結(jié)構(gòu)共同組成的復合結(jié)構(gòu)，使襯砌結(jié)構(gòu)或復合結(jié)構(gòu)成為洞周承載環(huán)。連拱隧道優(yōu)點和缺點：1）優(yōu)點：雙洞軸線間距很小，減小占地，便于洞外接線。2）缺點：設(shè)計、施工復雜，工程造價高、工期長。8、隧道內(nèi)輪廓線是決定襯砌斷面大小最基本的要素，要考慮如下因素： 結(jié)構(gòu)受力和行車界限； 從經(jīng)濟上、美學上加以比較，以求得合理的斷面形式； 行車道寬、兩側(cè)路緣帶寬、中隔墻寬、建筑界限高度因素； 洞內(nèi)排水、通風、照明、消防、營運管理等附屬設(shè)施所需空間； 圍巖壓力影響、

21、施工方法等必要的富余量。9、復合襯砌結(jié)構(gòu)常由 初期支護 和二次支護 組成，防水要求較高時須在初期支護和二次支護 間增設(shè)防水層。初期支護常為噴射混凝土支護，必要時增設(shè)錨桿加固圍巖，成為錨噴支護。巖石條件較差時，可在噴層中增設(shè)網(wǎng)筋或型鋼拱架，也可采用鋼纖維噴射混凝土支護圍巖。施工時常先施作薄層噴射混凝土封閉圍巖，然后施作錨桿、掛網(wǎng)和分次逐步加厚噴層至設(shè)計厚度值。穿越石質(zhì)條件極差的斷層破碎帶時，常需借助設(shè)置超前錨桿和注漿工藝預(yù)先加固地層。對于大斷面地下洞室，埋深較大、巖石條件中等、成洞條件較差時還常施作預(yù)應(yīng)力錨索改善圍巖 的受力變形狀態(tài)，保持圍巖穩(wěn)定。10、 復合襯砌結(jié)構(gòu)的二次支護的厚度和配筋量主要

22、取決于洞形、凈空尺寸、圍巖地層的工程地質(zhì)條件 和施作支護的時機。巖質(zhì)較好、跨度不大時常在圍巖變形趨于穩(wěn)定后施作，截面厚度和配筋量可按構(gòu)造要求確定；巖質(zhì)較差或巖質(zhì)中等但跨度較大時，則常在圍巖變形未穩(wěn)定時施作，故需與初期支護共同承受形變壓力的作用，截面厚度和配筋量需由計算確定。11、連拱隧道的中墻和二次襯砌的連接形式主要可分為以下四種形式： 上部支撐形式：將中墻作為雙洞結(jié)構(gòu)的共同部分，二次襯砌的拱腳支撐在中墻的上部，中墻設(shè)計得相對較厚； 貼壁式支撐形式：將雙洞按兩個獨立的洞來考慮，中墻相對獨立于左右洞的結(jié)構(gòu)，成為雙洞間的充填結(jié)構(gòu)。在中墻先行施工結(jié)束后，二次襯砌的施筑和單洞的方法相同； 下部支撐形式

23、：介于上部支撐和貼壁式支撐之間， 二次襯砌的支撐點轉(zhuǎn)移到中墻的基礎(chǔ)上； 混合式支撐形式：將中墻設(shè)計成非對稱形式，是和形式的混合使用。1、 埋設(shè)在土層中的建筑物，按其埋置深淺可分為深埋式結(jié)構(gòu) 和淺埋式結(jié)構(gòu) 兩大類。2、 淺埋式結(jié)構(gòu)：是指其覆蓋土層較薄，不能滿足壓力拱成拱條件H 土v （22.5） h1, h1為 壓力拱高或軟土地層中覆蓋層厚度小于結(jié)構(gòu)尺寸的地下結(jié)構(gòu)。3、 淺埋式結(jié)構(gòu)形式可分為以下三種：（1）直墻拱形結(jié)構(gòu)；（2）矩形框架結(jié)構(gòu)；（3）梁板式 結(jié)構(gòu)。4、一般淺埋式結(jié)構(gòu)，常采用明挖法施工，比較經(jīng)濟；但在地面環(huán)境條件要求苛刻的地段， 也可采用管幕法、箱涵頂進法等暗挖法施工。5、變形縫分為兩

24、種：一種是防止由于溫度變化或混凝土收縮而引起結(jié)構(gòu)破壞所設(shè)置的縫，稱為伸縮縫；另一種是防止由于不同的結(jié)構(gòu)類型（或結(jié)構(gòu)相鄰部分具有不同荷載）或不同地基承載力而引起結(jié)構(gòu)不均勻沉陷所設(shè)置的縫，稱為沉降縫。6、淺埋式地下工程中，梁板式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也很普遍，在地下水位較低的地區(qū)或要求防護等級較低的工程中，頂、底板做成現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板式結(jié)構(gòu)，而圍邊墻和隔墻則為 磚墻；在地下水位較高或防護等級要求較高的工程中，一般除內(nèi)部隔墻外，均做成箱形閉合框架鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1、附建式地下結(jié)構(gòu)：是指根據(jù)一定的防護要求修建的附屬于較堅固的建筑物的地下室，又稱 防空地下室”或 附建式人防工事”。2、結(jié)合基本建設(shè)修建防空地下室與修

25、建單建式工事相比，有以下 優(yōu)越性：1) 節(jié)省建設(shè)用地和投資；2) 便于平戰(zhàn)結(jié)合，人員和設(shè)備容易在戰(zhàn)時迅速轉(zhuǎn)入地下；3) 增強上層建筑的抗地震能力；4) 上部建筑對戰(zhàn)時核爆炸沖擊波、光輻射、早期核輻射以及炮(炸)彈有一定的防護作用；附建式防空地下室的造價比單建式防空地下室低；5) 結(jié)合基本建設(shè)同時施工、便于施工管理，同時也便于使用過程中的維護。3、如遇到下列的情況，則更應(yīng)優(yōu)先考慮修建防空地下室：1) 低洼地帶需要進行大量填土的建筑；2) 需要做深基礎(chǔ)的建筑；3) 新建的高層建筑；4) 人口密集、空地缺少的平原地區(qū)建筑。4、附建式地下室結(jié)構(gòu)選形的 主要依據(jù)：(1) 上部地面建筑的類型；(2) 戰(zhàn)時

26、防護能力的要求；(3) 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件；(4) 戰(zhàn)時與平時使用的要求；(5) 建筑材料的供應(yīng)情況；(6) 施工條件。5、我國防空地下室所選用的結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種：(1) 梁板結(jié)構(gòu)(2) 板柱結(jié)構(gòu)(3) 箱形結(jié)構(gòu)(4) 其他結(jié)構(gòu)，如鋼筋混凝土殼體結(jié)構(gòu)、單跨或跨結(jié)構(gòu)、折板結(jié)構(gòu)。6、附建式地下結(jié)構(gòu)必須恰當?shù)奶幚響?zhàn)時防護要求與平時利用的矛盾，在不過多增加工程造 價的情況下，盡量為平時利用創(chuàng)必要的條件。其主矛盾如下：1) 平時要求在外墻上開設(shè)通風采光洞，戰(zhàn)時又要限制開洞的面積，并且還要采取加強、密封等措施；2) 平時允許防空地下室頂板底面高出室外地面，戰(zhàn)時又限制高出的高度，并且在臨戰(zhàn)前要進行

27、覆土；3) 平時要求沒有內(nèi)墻的大房間，可采用板柱結(jié)構(gòu)，戰(zhàn)時承受較大荷載，對柱距加以限制；4) 平時內(nèi)墻可不砌筑，而在臨戰(zhàn)前再行襯砌。7、遇到以下幾種情況時，一般采用箱形結(jié)構(gòu)的防空地下室：1) 工事的防護等級較高，結(jié)構(gòu)需要考慮某種常規(guī)武器直接命中引起的效應(yīng)，土質(zhì)條件差，在地面上部是高層建筑物(框架結(jié)構(gòu)或剪力墻結(jié)構(gòu))，需要設(shè)置箱形基礎(chǔ)；2) 地下水位高，地下室處于飽和狀態(tài)的土層中，結(jié)構(gòu)要有較高的防水要求，根據(jù)平時使用的要求，需要密封的房間(如冷藏庫)；3) 采用諸如沉井法、地下連續(xù)墻法等特殊的施工方法等等。1、盾構(gòu)法隧道的設(shè)計內(nèi)容基本上可以分為三個階段進行：1) 第一階段為隧道的方案設(shè)計，以確定隧

28、道的線路、線形、埋置深度以及隧道的橫截面形狀與尺寸等；2) 第二階段為襯砌結(jié)構(gòu)與構(gòu)造設(shè)計，其中包括管片的分類、厚度、分塊、接頭形式、管片孔洞、螺孔等；3) 第三階段為管片內(nèi)力的計算及斷面設(shè)計。2、盾構(gòu)由盾殼、推進機構(gòu)、取土機構(gòu)、拼裝或現(xiàn)澆襯砌機構(gòu)以及盾尾等部分組成3、盾構(gòu)按開挖方式分類： 手掘式盾構(gòu)，開挖和出土可用人工進行 半機械式盾構(gòu)，大部分的開挖工作和出土由機械進行 機械式盾構(gòu)，從開挖到出土均采用機械4、盾構(gòu)按開挖面的支護方式分類： 無固定支護式的盾構(gòu) 固定機械支護式盾構(gòu) 工作面近旁帶有氣壓室的盾構(gòu) 泥水加壓式盾構(gòu) 土壓式盾構(gòu)5、盾構(gòu)法的施工過程 在隧道某段的一端建造豎井或基坑，以供盾構(gòu)安

29、裝就位，盾構(gòu)從豎井或基坑的墻壁開孔出發(fā)，在地層中沿著設(shè)計軸線，和向另一豎井或基坑的設(shè)計孔洞推進； 盾構(gòu)掘進相當于裝配式襯砌的一環(huán)長度； 千斤頂頂在已拼裝好的管片上，使盾構(gòu)前進； 縮回千斤頂； 用舉重設(shè)備拼裝管片襯砌，同時在開挖面進行開挖。6、盾構(gòu)隧道橫截面一般有 圓形、矩形、半圓形、馬蹄形等形式，襯砌最常用的橫截面形式 為圓形與矩形。7、擠壓混凝土襯砌：即在盾尾剛澆搗而未硬化的混凝土處在高壓作用下，作為盾尾推進的 后座，盾尾在推進的過程中，不產(chǎn)生建筑空隙，空隙由注入的混凝土直接填充。8、擠壓混凝土襯砌施工方法的特點：(1) 自動化程度高，施工速度快；(2) 整體式襯砌結(jié)構(gòu)可以達到理想的受力、防

30、水要求，建成的隧道有滿意的使用效果；(3) 采用鋼纖維混凝土能提高薄形襯砌的抗裂性能；(4) 在滲透性較大的砂礫層中要達到防水要求尚有困難。9、隧道襯砌結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須滿足的兩個基本要求：1) 滿足施工階段及使用階段結(jié)構(gòu)、剛度的要求，以及承受諸如水、土壓力以及一些特殊使用要求的外荷載；2) 能提供一個滿足使用功能要求的環(huán)境條件，保證隧道內(nèi)部的干燥和潔凈。10、對接縫防水材料的基本要求為：1) 保持永久的彈性狀態(tài)和具有足夠的承壓能力，使之適應(yīng)隧道長期處于蠕動”狀態(tài)而產(chǎn)生 的接縫張開和錯動。2) 具有令人滿意的彈性期齡和工作效能。3) 與混凝土構(gòu)件具有一定的粘結(jié)力。4) 能適應(yīng)地下水的侵蝕。11、圓

31、形盾構(gòu)隧道襯砌斷面有以下優(yōu)點：1) 可以等同地承受各方向外部壓力，尤其是在飽和含水軟土層中修建地下隧道，由于頂壓、側(cè)壓較為接近，更可顯示出圓形隧道斷面的優(yōu)越性；2) 施工中易于盾構(gòu)推進；3) 便于管片的制作、拼裝；4) 盾構(gòu)即使發(fā)生轉(zhuǎn)動，對斷面的利用也無大礙。12、與整體式現(xiàn)澆襯砌相比，裝配式襯砌的特點在于：(1) 安裝后能立即承受荷載；(2) 管片生產(chǎn)工廠化，質(zhì)量易于保證，管片安裝機械化，方便快捷；(3) 在其接縫處防水需要采取特別有效的措施。13、 盾構(gòu)封頂塊的拼裝形式有兩種，一為徑向楔入，另一為縱向插入。14、盾構(gòu)按多皎圓環(huán)計算圓環(huán)內(nèi)力時的幾個假定：(1) 適用于圓形結(jié)構(gòu)。(2) 襯砌環(huán)

32、在轉(zhuǎn)動時，管片或砌塊視作剛體處理。(3) 襯砌環(huán)外圍土抗力按均變形式分布，土抗力的計算要滿足襯砌環(huán)穩(wěn)定性的要求，土抗力作用方向全部朝向圓心。(4) 計算中不計及圓環(huán)與土介質(zhì)間的摩擦力，這對于滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是偏于安全的。(5) 土抗力和變位間關(guān)系按文克爾公式計算。15、襯砌本身的抗摻能力在以下幾個方面得到滿足后才能具有相應(yīng)的保證：1) 合理提出襯砌本身的抗?jié)B指標。2) 經(jīng)過抗摻試驗的混凝土的合適配合比，嚴格控制水灰比，一般不大于 0.4,另加塑化劑以 增加混凝土的和易性。3) 襯砌構(gòu)件的最小混凝土厚度和鋼筋保護層。4) 管片生產(chǎn)工藝：振搗方式和養(yǎng)護條件的選擇。5) 嚴格的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗制度。6)

33、減少管片在堆放、運輸和拼裝過程中的損壞率。16、頂管技術(shù)可用于特殊地質(zhì)條件下的管道工程，主要有 ： 穿越江河、湖泊、港灣水體下的供水、輸氣、輸油管道工程； 穿越城市建筑群、繁華街道地下的上下水、煤氣管道工程； 穿越重要公路、鐵路路基下的通信、電力電纜管道工程； 水庫、壩體、涵管重建工程等。17、頂管的頂進阻力主要由 迎面阻力 和管壁外周摩阻力 兩部分組成。18、 按頂管一次頂進距離長短可分為中短距離、長距離、超長距離三種。19、按頂管管道內(nèi)徑大小可分為 小口徑、中口徑和大口徑 三種。小口徑一般指內(nèi)徑小于 800mm的頂管；中口徑一般指介于 8001800mm 口徑范圍的頂管；大口徑一般指內(nèi)徑大

34、于 1800mm的頂管。20、頂進力的影響因素：頂進過程中的摩擦阻力管端的貫入阻力21、目前常用的頂管工具管有 手掘式、擠壓式、泥水平衡式、三段兩皎型水力挖土式和多 刀盤土壓平衡式 等。22、頂管技術(shù)中的中繼接力原理在長距離的頂管工程中，當頂進阻力(即頂管掘進迎面阻力和管壁外圍摩阻力之和)超過主千斤頂?shù)娜菰S總頂力、管節(jié)容許的極限壓力或工作井承受壁后背土體極限反推力三者中 之一，無法一次達到頂進距離要求時，應(yīng)采用中繼接力頂進技術(shù)，實施分段頂進。 使頂入每段管道的頂力降低到允許頂力范圍內(nèi)。采用中繼環(huán)接力技術(shù)時， 將管道分為數(shù)段，在段與段之間設(shè)置中繼環(huán)，中繼環(huán)將管道分成前、后兩個部分，中繼油缸工作時

35、，后面的管段成為受壓后座，前面管段被推向前方。23、頂進中的方向控制可采用一下幾種措施：(1) 嚴格控制挖土，兩側(cè)均勻挖土，左右側(cè)切土鋼刀角要保持吃土10cm,正常情況下不允 許超挖；(2) 發(fā)生偏差，對采用調(diào)整糾偏千斤頂?shù)木幗M操作進行糾正，要逐漸糾正，不可急于求成， 否則會造成忽左忽右；(3) 利用挖土糾偏，多挖土一側(cè)阻力小，少挖土一側(cè)阻力大，利用土本身的阻力糾偏；(4) 利用承壓壁頂鐵調(diào)整，加換承壓壁頂鐵時，可根據(jù)偏差的大小和方向。將一側(cè)頂鐵楔緊，另一側(cè)頂鐵楔松或留 1 3cm的間隙，頂進開始后，則楔緊一側(cè)先走，楔松一側(cè)不動。 這種方法很有效，但要嚴格掌握頂進時楔的松緊程度，掌握不好容易使

36、管道由于受力不均勻出現(xiàn)裂縫。1、沉井：是一個上無蓋下無底的井筒狀結(jié)構(gòu)物，現(xiàn)常用鋼筋混凝土制成。2、沉井(沉箱)結(jié)構(gòu)通常有以下幾個特點：(1) 軀體結(jié)構(gòu)剛性大，斷面大，承載力高，抗?jié)B能力強，耐久性能好，內(nèi)部空間可有效利用；(2) 施工場地占地面積較小，可靠性良好；(3) 適用土質(zhì)范圍廣(淤泥土、砂土、粘土、砂礫等土層均可施工)；(4) 施工深度大；(5) 施工時周圍土體變形較小，因此對臨近建筑(構(gòu)筑)物的影響小，適合近接施工，尤其是壓氣沉箱工法對周圍地層沉降造成的影響較??；(6) 具有良好的抗震性能。3、 沉井按其構(gòu)造形式分為 連續(xù)沉井(多用于隧道工程井)和 單獨沉井(多用于工業(yè)、民防 地下建筑

37、)；按平面形狀可分為圓形沉井、矩形沉井、方形沉井或多邊形沉井等。4、 沉井一般由下列各部分組成：井壁(側(cè)壁)、刃腳、內(nèi)隔墻、封底和頂蓋、底梁和框架5、沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要環(huán)節(jié)可大致歸納如下：1) 沉井建筑平面布置的確定；2) 沉井主要尺寸的確定和下沉系數(shù)的驗算。(1) 參考已建類似的沉井結(jié)構(gòu)，初定沉井的幾個主要尺寸，如沉井孔平面尺寸、沉井高度、井孔尺寸及井壁厚度等，并估算下沉系數(shù)以控制沉速；(2) 估算沉井的抗浮系數(shù)，以控制底板的厚度等。3) 施工階段強度計算(1) 井壁板的內(nèi)力計算；(2) 刃腳的撓曲計算；(3) 底橫梁、頂橫梁的內(nèi)力計算；(4) 其它。4) 使用階段的強度計算(包括承受動載)

38、(1) 按封閉框架(水平方向的或垂直方向的)或圓池結(jié)構(gòu)來計算井壁并配筋；(2) 頂板及底板的內(nèi)力計算及配筋。6、沉井水下封底混凝土的厚度，應(yīng)根據(jù)抗浮和強度兩個條件確定。7、沉管法的主要優(yōu)點:(1) 隧道可緊貼河床最低點位置，隧道較短；(2) 隧道主體結(jié)構(gòu)在干塢中工廠化預(yù)制，因而可保持良好的制作質(zhì)量和水密性；(3) 對地基的適應(yīng)性強；(4) 接頭數(shù)量少，只有管節(jié)之間的連接接頭。8、沉管的主要缺點有：(1) 需要一個站用較大場地的干塢，這在市區(qū)內(nèi)有時很難實施，需在遠離市區(qū)較遠的地方建造干塢；(2) 基槽開挖數(shù)量較大且需進行清淤，對航運和市區(qū)環(huán)境的影響較大，另外，河(海)床地形地貌復雜的情況下，會大

39、幅增加施工難度和造價；(3) 管節(jié)浮運、沉放作業(yè)需考慮水文、氣候條件等的影響，有時需短期局部封航。另外，水體流速會影響管段沉放的準確度，超過了一定的流速可能導致沉管無法施工。9、 沉管結(jié)構(gòu)有兩種基本類型：鋼殼沉管 和鋼筋混凝土沉管。10、 沉管在管段沉設(shè)施工階段，應(yīng)采用1.051.10的抗浮安全系數(shù)，在覆土完畢后的使用階段，應(yīng)采用1.21.5的抗浮安全系數(shù)。11、水底沉管隧道的特點采用沉管法施工的水底隧道有很多特點是其它施工方法所沒有的： 隧道的施工質(zhì)量容易控制。 建筑單價和工程總價均較低。 隧位現(xiàn)場的施工期短。 操作條件好。 對地質(zhì)條件的適應(yīng)性強，能在流砂層中施工，不需特殊設(shè)備或措施。 適用

40、水深范圍幾乎是無限制的， 斷面形狀選擇的自由度較大，斷面空間的利用率較高，一個斷面內(nèi)可容納48個車道。 水流較急時，沉設(shè)困難，須用作業(yè)臺施工。 施工時須與航道部門密切配合，采取措施(如暫時的航道遷移等)以?？拥罆惩ā?2、沉管管段接頭應(yīng)具有以下功能和要求：(1) 水密性的要求：即要求在施工和運管各階段均不漏水；(2) 接頭應(yīng)具有抵抗各種荷載作用和變形的能力；(3) 接頭的各構(gòu)件功能明確，造價適度；(4) 接頭的施工性能好，施工質(zhì)量能夠保證，并盡量做到能檢修。13、沉管法如果遇到這種特別軟弱的地基土時解決的辦法有：(1) 以砂置換軟弱土層；(2) 打砂樁并加荷頂壓；(3) 減輕沉管重量；(4)

41、米用樁基。1、噴錨支護：是由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)組成的噴錨聯(lián)合支護或噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護，既 可以用于加固局部巖體而作為臨時支護，也可以作為永久支護。2、噴錨支護具有施工及時、與圍巖密貼和共同變形等特點，主要作用是加固圍巖。3、 中華人民共和國交通部發(fā)布的公路隧道設(shè)計規(guī)范（2004）的分級基本執(zhí)行工程巖體 分級標準（GB 50218）的方法和思路，主要基于以下考慮：1） 工程巖體分級標準 是由我國水利水電部門會同鐵道部、冶金部、建設(shè)部和總參的 有關(guān)單位共同修訂的，該標準為國家基礎(chǔ)標準之一，屬強制性國家標準。2） 工程巖體分級標準 是在國內(nèi)外特別是國內(nèi)多個部門成果的基礎(chǔ)上提出的，是一個 各行都能適

42、用的分級標準，對統(tǒng)一我國的工程巖體（圍巖）分級方法和標準有利。3）工程巖體分級標準的圍巖分級采用定性和定量相結(jié)合的方法，將巖石堅硬程度、巖體完整程度兩大基本因素和地下水、 結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、初始地應(yīng)力狀況作為修正因素， 這些分 級方法和規(guī)定是總結(jié)我國大多數(shù)圍巖分級提出的，已得到了大部分同行的認可。 定性和定量相結(jié)合，可提高分級的準確性。4）可以減少采用定性分級造成的誤差。4、 噴錨設(shè)計在原則上必須考慮下列四個問題：（1）工程地質(zhì)條件和巖體力學特性。工程地質(zhì)條件和巖體力學特性是噴錨結(jié)構(gòu)設(shè)計的 基本資料，將關(guān)系到洞體布局、噴錨支護形式及參數(shù)的選取等。（2）依據(jù)不同的圍巖壓力特點，對拱、墻等不同部位，采用

43、不同的支護參數(shù)。對于中等以上的圍巖，破壞形式主要為局部失穩(wěn)而承受松散地壓，支護參數(shù)的選取遵循拱是重點、拱墻有別”的原則；而對不穩(wěn)定圍巖，主要承受變形地壓，拱墻宜采用相同的支護參數(shù)。（3）噴錨支護設(shè)計力求體現(xiàn)噴錨支護靈活性的特點，對于圍巖局部和整體加固采取等強度支護原則，對于不同的巖體和不同的部位分別采用不同的支護類型和參數(shù)。如緩傾角的層狀巖體或軟硬互層的層狀巖體，宜在拱部采用噴錨支護， 而邊墻采用噴射混凝土支護。 又如巖層走向與洞軸線夾角較小， 且為陡傾角巖層時，則必須在易向洞內(nèi)順層滑落的邊墻上采用 噴錨支護。（4）噴錨支護設(shè)計應(yīng)遵循實測位移評價的原則。鑒于噴錨的靈活性和易補性，使得有可能將實測位移看作為噴錨設(shè)計的一個組成部分。但由于巖體的地質(zhì)條件和施工條件過于復雜，以致不大可能使所有的實測參數(shù)和模擬與實際情況完全一致。因此，施工期內(nèi)和施工后的位移觀測可以對實際噴錨情況作出客觀評價，為修改設(shè)計和補充加固提供基礎(chǔ)資料。另一方面，也正因為實測位移評價原則和噴錨具有易補性這一優(yōu)點，可得以避免過于保守的設(shè)計，使噴錨支護設(shè)計完全可以做到安全可靠及更經(jīng)濟。5、 圍巖出現(xiàn)局部失穩(wěn)的原因主要是由于巖體中的軟弱結(jié)構(gòu)面與洞室臨空面的不利