《地下工程(贺少辉)》5第五章 地下结构计算理论ppt课件.ppt

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1、第五章地下结构计算理论第一节地下结构的受力特点与内力计算模型一、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来源，又与支护结构共同构成承载体系。二、地下结构的内力计算模型荷载—结构模型地层—结构模型荷载—结构模型（一）、特征1、支护结构是承载主体，围岩作为荷载的来源和支护结构的弹性支撑，对支护结构的变形起约束作用；2、支护结构与围岩的相互作用是通过弹性支撑对支护结构施加约束来体现，围岩的承载能力则在确定围岩压力和弹性支撑的约束能力时间接地考虑。荷载—结构模型（二）、适用条件主要适用于围岩

2、因过分变形而发生松弛和坍塌，支护结构承担围岩松动压力的情况。（三）、需解决的关键问题如何确定作用在支护结构上的主动荷载，即围岩所产生的松动压力，以及弹性支撑给支护结构的弹性抗力。（四）、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—一维杆系有限元法）地层—结构模型（一）、特征1、将支护结构与围岩视为一体，作为共同承载的结构体系；2、围岩是直接的承载单元，支护结构只是用来约束和限制围岩的变形。（二）、适用条件是目前地下结构体系设计中力求采用或正在发展的模型。它符合当前的施工技术水平，采用快速和早

3、强的支护技术可以限制围岩的变形，从而阻止围岩松动压力的产生。地层—结构模型（三）、需解决的关键问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、岩体本构模型。（四）、模型求解方法解析法、数值法（主要为FEM）三、现行设计规范采用的计算模型荷载—结构模型第二节荷载结构模型荷载的计算方法一、荷载（作用）及其组合作用在地下结构上的荷载：（一）地层弹性抗力温克尔（winkler）假定（二）主动围岩压力1、深埋结构松动围岩压力的计算方法（1）普氏理论（2）《铁路隧道设计规范》（TB10003-200

4、5）（3）太沙基理论2、浅埋地下结构主动围岩压力的计算方法特点：形不成天然拱分两种情况：超浅埋、浅埋3、偏压地下结构主动围岩压力的计算（三）水压力是一个难题山岭隧道结构城市地铁隧道：水土分算、水土合算（四）地震力拟静力法：惯性力、主动侧向土压力增量位移反应分析法：第三节地下结构内力计算方法方法一：结构力学方法（荷载结构法）一、结构力学方法分类力法（矩阵力法）位移法（矩阵位移法）二、位移法求解1、弹性支承链杆法2、弹性地基梁法三、弹性支承链杆法（一）计算简图（二）单元划分和等效节点力（三）求解过程1、单元特性分析

5、2、结构特性分析直接刚度法（四）截面强度检算1、破损阶段设计法（1）抗压强度检算：矩形截面中心及偏心受压构件（2）抗拉强度检算：矩形截面偏心受压构件2、概率极限状态设计法方法二地层结构法求解方法解析法数值法：FEM