中国矿业大学地下工程复习资料

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1、第一章绪论1.地下工程的含义地下工程：地下工程是建造在地e环境屮(岩体或土体)的工程结构物；柯广义和狭义地下工程。2地下空间：在岩层或土层巾天然形成或经人工开发形成的空间称为地卜空间。第二章地下建筑结构设计方法L荷载一结构模型方法：(1)特征a)支护结构是承载主体，围岩作为荷载的來源和支护结构的弹性支撑，对支护结构的变形起约朿作用；b＞支护结构与ra岩的相互作用是通过弹性支撑对支护结构施加约朿来体现，ra岩的承载能力则在确定m岩伍力和弹性支撑的约束能力时叫接地考虑。(2)适用条件：主要适用于ra岩闵过

2、分变形而发生松弛和坍塌，支护结构承担闹岩松动压力的情况。(3)需解决的关键14题：如何确定作用在支护结构上的主动荷载，即闹岩所产生的松动压力，及弹性支撑给支护结构的弹性抗力。(4)模型求解方法：结构力学方法：力法(矩阵力法)、位移法(矩阵位移法——一维杆系奋限元法)2.地层一结构模型方法：(1)特征a)将支护结构与阑岩视为一体，作为共同承载的结构体系；b)围岩是直接的承载单元，支护结构只是用來约束和限制围岩的变形。(2)适川条件：是0前地5结构体系设计屮力求采用或正在发展的模型。它符合当前的施工技术水

3、平，采用快速和早强的支护技术可以限制ra岩的变形，从而阻止w岩松动压力的产生。(3)需解决的关键M题如何确定围岩的初始应力场，以及表示材料不连续、非线性特性的各种参数、岩体木构模型。(4)模型求解方法：解析法、数值法(主要为FEM)3.常用地下结构设计方法及其各自含义1)工程类比设计法所谓工程类比设计法，就是以已往地下工程支护结构设计与施工的资料和经验为菽础，以围岩分级为前提，以计算分析为必要的辅助，以施丄过程的监控呈测和信息反馈为指导的方法体系。1)容许应力设计法以结构构件截面计算应力不大于规定的材

4、料容许应力的原则(图c),进行结构构件设计计算的方法。2)破损阶段设计法考虑结构材料破坏阶段的工作状态(阁d)进行结构构件设计计算的方法。3)概率极限状态设计法以概率理论为基础，以防止结构或构件达到某种功能要求的极限状态作为依据的结构设计计算方法。4)特征曲线设计法将围岩位移曲线与支护特性曲线放在同一叱标系统上来考察，利用M岩与支护共同作用特性来选择支护参数的方法叫作特征曲线法(又称为收敛约朿法)。1.地下结构的受力特点主要特点：地下结构的围岩既是作用于支护结构上的荷载來源，乂与支护结构共同构成承载体

5、系。(1)除了承受使用荷载之外，地下结构还要承受周围岩土体和地卜水的作用，而且后者往往构成地下结构的主耍荷载；(2)地卜结构的围岩既是荷载的来源，乂可以在某些情况下与结构共同作用形成承载体系；(3)地下水对结构的力学作用与岩土组成、地下水流场及结构防水系统等因素相关；(4)地卜结构埋深足够人时，山于地层的成拱效应，结构承受的围岩竖向应力总是小于其上覆地层A重压力；(5)地卜结构的受力可能受到结构与围岩相互作用及施工过程的显著影响；(6)地卜结构的荷载其有吋空效应。2.围岩压力的概念围岩压力：足指引起地

6、下开挖空间周围岩体和支护变形或破坏的作川力。仑包括由地应力引起的围岩应力以及围岩变形受阻而作用在支护结构上的作用力。从狭义上来理解，围岩压力是指围岩作用在支护结构上的压力。在工程屮一般研究狭义的围岩压力。围岩压力的分类：围岩压力可分为围岩乖直压力、围岩水平压力及围岩底部压力。3.自然拱的形成及其范围大小的影响因素然拱的范围的人小受围岩地质条件、支护结构架设吋间、刚度以及它与围岩的接触状态等影响，还取决于以卜诸因素：(1)隧道的形状和尺寸：隧道拱圈越平坦，跨度越人，则自然拱越高，围沿松散丛力也越大;⑵隧

7、道的埋深：实践证明，只奋当隧道埋深超过某一临界值吋，才宥可能形成£1然拱。习惯上称这种隧道为深埋隧道，否则为浅埋隧道。山于浅埋隧道不能形成自然拱，所以，它的m岩压力的人小与埋置深度直接相关。⑶施工因素：如爆破所产生的震动，常常是引起塌方的重要原因之一，造成围岩压力过大，乂如分部开挖多次扰动围岩，也会引起围岩失稳，加大自然拱范围。1.围岩分级方法围岩级別的划分，应根据岩石坚硬性、岩体完整性、结构而特征、地卜水和地应力状况等W素综合确定。定性分析主要因素乜括：岩体结构；构造影响程度，结构面发育情况和组合状

8、态。定景指标主要包拈：单轴饱和抗压强度人、点荷载强度/5C50）＞岩体纵波速度Vpw、岩体完整性指标仏/、岩体强度应力比心。第三章喷锚支护设计1.喷锚支护的基本概念锚支护指的是借尚压喷射水泥混凝土和打入岩层屮的金屈锚杆的联合作川（根据地质情况也可分别单独采用）加固岩层，分为临吋性支护结构和永久性支护结构。2.常见锚杆的结构类型—涨壳式锚杆倒楔式锚杆P机械锚固型一木锚杆竹锚杆一1树脂锚杆集中埔头锚固类锚杆类型快硬水泥锚杆压續木锚杆管缝式锚杆机械锚固型普通木