地下建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法

第4章地下建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法

本章內(nèi)容概述荷載－結(jié)構(gòu)法地層－結(jié)構(gòu)法1234算例1.概述

4.1.1地下建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算方法的發(fā)展早期完全依靠經(jīng)驗(yàn)，19世紀(jì)才逐漸形成計(jì)算理論；最早的計(jì)算理論為剛性理論（壓力線理論）；柔性材料被用于地下工程后開(kāi)始按彈性理論計(jì)算；逐步認(rèn)識(shí)到地層與結(jié)構(gòu)是一個(gè)受力整體，20世紀(jì)以來(lái)，按連續(xù)介質(zhì)理論建立起新的計(jì)算方法。剛性理論經(jīng)驗(yàn)1.概述彈性理論連續(xù)介質(zhì)理論地下結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算模型國(guó)際隧道協(xié)會(huì)在1978年成立了隧道結(jié)構(gòu)談倔型研究組、收集和匯總了各會(huì)員國(guó)目前采用的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法．如表4－1所示。經(jīng)過(guò)總結(jié)，國(guó)際隧道協(xié)會(huì)認(rèn)為，目前采用的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法可以歸納為以下4種設(shè)計(jì)模型：1.概述(1懂)以參突照過(guò)號(hào)去隧踏道工衛(wèi)程實(shí)鉛踐經(jīng)舟驗(yàn)進(jìn)士行工壘程類烈比為句主的經(jīng)驗(yàn)直設(shè)計(jì)埋法；(2暑)以現(xiàn)閥場(chǎng)量德測(cè)和費(fèi)實(shí)驗(yàn)槍室試士驗(yàn)為況主的顧實(shí)用分設(shè)計(jì)天方法功；例緣瑞如，樸以洞蘆周位涼移量輛側(cè)值因?yàn)楦鶛褤?jù)的收斂—限制輛法；(3堂)作用檢一反銹作用強(qiáng)模型浩，即荷載賽一結(jié)盡構(gòu)模型萍。例宋如，紐奉彈性拳地基輪因環(huán)狐計(jì)算凝和彈利性地愧基框氧架計(jì)余算等穴計(jì)算洽法；(4啟)連續(xù)沿介質(zhì)陰模型梯，包蹦括解骨析法卻和數(shù)抗值法c數(shù)值鄰計(jì)算雕法目疾前主愉要是有限竿單元貼法。1.概述從各載國(guó)的食地下卵結(jié)構(gòu)貪設(shè)計(jì)冠實(shí)踐稼看，厘目前崖．在豎設(shè)計(jì)躲隧道博的結(jié)卵構(gòu)體悼系時(shí)姓，主換要采咐用兩好類計(jì)敵算模芬型，一類是以糞支護(hù)棗結(jié)構(gòu)奔作為弓承載音主體給、圍杯巖作損為荷終載同盾時(shí)考泄慮其累對(duì)支跑護(hù)結(jié)賭構(gòu)的背變形鴨約束天作用馬的模畢型。另一蘭類則相炕反，瘦視圍句巖為刪承載稈主體忘，支樣護(hù)結(jié)偏構(gòu)則教為約歡束圍皂巖變勺形的承模型辜。1.概述我國(guó)庭采用鮮的設(shè)久計(jì)方各法似麗可分吃屬以炮下四駱?lè)N設(shè)憶計(jì)模坡型：1.荷載—結(jié)構(gòu)膚模型1.概述將支定護(hù)結(jié)亭構(gòu)和雄圍巖施分開(kāi)可來(lái)考解慮，堡支護(hù)篇結(jié)構(gòu)抄是承楚載主族體．蛋圍巖斜作為懲荷載冶；結(jié)嚇構(gòu)與槐圍巖脂的相垮互作衛(wèi)用是蠟通過(guò)鎮(zhèn)彈性凝支承猴對(duì)支斯護(hù)結(jié)叔構(gòu)施加僻約束來(lái)體旬現(xiàn)的客，而眉圍巖螺的承蛙載能找力則氧在確訓(xùn)定圍代巖壓渣力和暴彈性動(dòng)支承娘的約叮束能寬力時(shí)君間接探地考底慮。1.概述2.地層—結(jié)構(gòu)僚模型1.概述1.概述將支養(yǎng)護(hù)結(jié)蕩構(gòu)與唉圍巖擱視力活一體咳，作和為共焦同承互載的裳隧道危結(jié)構(gòu)宵體系帽，故膝又稱茂為圍林巖一列結(jié)構(gòu)脅模型熊或復(fù)擠合整紛體模酷型，埋在這薪個(gè)模蠢型中峽圍巖搭是直士接的辮承載額單元勒，支沒(méi)護(hù)結(jié)凱構(gòu)只析是用美來(lái)約箭束和榜限制馬圍巖桂的變把形，詢這一露點(diǎn)正先好和宋上述裹模型賄相反飲。1.概述3.經(jīng)驗(yàn)計(jì)類比施模型在大炎多數(shù)主情況赤下，買隧道址支護(hù)呼體系訓(xùn)還是告依賴喘“經(jīng)驗(yàn)蜘設(shè)計(jì)”的仰，在佩實(shí)施哭過(guò)程詞中，掛依據(jù)粱量測(cè)臉信息著加以答修改驚和驗(yàn)政證。吹經(jīng)驗(yàn)財(cái)設(shè)計(jì)挎的前蛛提要項(xiàng)正確勺地對(duì)獲坑道蛇圍巖碰進(jìn)行截分類積、然畝后在矩分類這的基消礎(chǔ)上個(gè)編制牢支護(hù)益結(jié)構(gòu)役系統(tǒng)雷的基白本圖探示。它是陜完全釣依靠號(hào)經(jīng)驗(yàn)艱設(shè)計(jì)盤地下遷結(jié)構(gòu)昂的設(shè)合計(jì)模剃型。1.概述4.收斂捆限制吊模型其計(jì)夠算理?yè)Q論也聲是地層企結(jié)構(gòu)陵法，道其設(shè)計(jì)頭方法將常稱嗚為收斂探限制電法，疾或稱特嚴(yán)征線閱法。只是旦計(jì)算褲時(shí)采份用收斂—約束熟法圖解寶考慮捧。1.概述荷載—結(jié)構(gòu)睛模型脆模型爸設(shè)計(jì)粱的隧器道支艘護(hù)結(jié)岸構(gòu)偏于秒保守地層—結(jié)構(gòu)蔑模型兆是目瓣前隧惜道結(jié)逆構(gòu)體裙系設(shè)拴計(jì)中性力求采用拼的或因正在航發(fā)展部的模寇型，液因?yàn)榱核梁袭?dāng)虹前的碼施工領(lǐng)技術(shù)優(yōu)水平落。4種模辟型中杜前3種較異為常咐用。2.荷載—結(jié)構(gòu)葵法對(duì)應(yīng)童于荷豈載－景結(jié)構(gòu)但模型討的計(jì)巧算方杰法稱類為荷復(fù)載－翻結(jié)構(gòu)隙法。地層痰對(duì)結(jié)革構(gòu)的坦作用儲(chǔ)只是撿產(chǎn)生絹在地血下建效筑結(jié)注構(gòu)上騙的荷繁載，傷襯砌探在荷豪載的娃作用遮下產(chǎn)亡生內(nèi)務(wù)力和誕變形瞧。這里龜介紹《公路哭隧道兵設(shè)計(jì)鞏規(guī)范》（20葬04）中霸的計(jì)目算方屢法。2.荷載—結(jié)構(gòu)豬法4.葛2.詢1設(shè)計(jì)顆原理認(rèn)為執(zhí)隧道茂開(kāi)挖熱后地掃層的城作用圈主要垂是對(duì)銀襯砌層結(jié)構(gòu)撿產(chǎn)生胸荷載慌，襯削砌結(jié)呆構(gòu)應(yīng)撲能安料全可討靠地筐承受狡地層市壓力鳥(niǎo)等荷達(dá)載的錯(cuò)作用寨。計(jì)算漿時(shí)先互計(jì)算冶出地平層壓緊力，陳然后體按彈傭性地肝基上溉結(jié)構(gòu)剪物的螞計(jì)算借方法帽計(jì)算拐襯砌助的內(nèi)鋸力，兔并進(jìn)充行結(jié)啄構(gòu)截左面設(shè)煩計(jì)。2.荷載—結(jié)構(gòu)致法4.雜2.烏2計(jì)算息原理2.荷載—結(jié)構(gòu)按法2.荷載—結(jié)構(gòu)卷法2.荷載—結(jié)構(gòu)買法2.荷載—結(jié)構(gòu)貴法3.地層妖反力吩的作涉用模扮式2.荷載—結(jié)構(gòu)臣法3.地層—結(jié)構(gòu)董法對(duì)應(yīng)援于地寸層－砍結(jié)構(gòu)滅模型賽的計(jì)寺算方稠法稱騰為地似層－案結(jié)構(gòu)謎法。把地叉下結(jié)激構(gòu)與耳地層膛作為允一個(gè)怖受力幣變形頑的整廈體，既按照仔連續(xù)燃介質(zhì)俯力學(xué)專原理塔來(lái)計(jì)魔算地賞下建粱筑結(jié)敏構(gòu)以泉及周堤圍地夠?qū)拥那f變形油；不橫僅計(jì)舞算出樂(lè)襯砌奸結(jié)構(gòu)愉的內(nèi)丑力及闖變形淹，而鼓且計(jì)鋒算周竟圍地秒層的捐應(yīng)力賭。充分采體現(xiàn)武了相分互作盤用原某理。這里絹仍重療點(diǎn)介朽紹《公路日隧道號(hào)設(shè)計(jì)仗規(guī)范》（20持04）中奏的計(jì)況算方慘法。4.完3.盆1設(shè)計(jì)萌原理將襯餐砌和卷地層琴視為刪整體背共同尸受力櫻的統(tǒng)經(jīng)一體瞇系，刪在滿乳足變銅形協(xié)火調(diào)條軋件的預(yù)前提彼下分曬別計(jì)放算襯每砌與御地層直的內(nèi)腥力。計(jì)算鞠方法俘以有由限單踐元法舒為主礙。3.地層—結(jié)構(gòu)橡法3.地層—結(jié)構(gòu)贈(zèng)法4.畫3.馳2計(jì)算涌初始縫地應(yīng)封力3.地層—結(jié)構(gòu)且法3.地層—結(jié)構(gòu)哭法3初始聲地應(yīng)悼力將初否始自覽重應(yīng)蘇力與洲構(gòu)造園應(yīng)力耐疊加持，即得拘初始筒地應(yīng)診力3.地層—結(jié)構(gòu)商法4.暖3.施3本構(gòu)罰模型3.地層—結(jié)構(gòu)漿法3.地層—結(jié)構(gòu)辣法3.地層—結(jié)構(gòu)圖法3.地層—結(jié)構(gòu)秧法3.地層—結(jié)構(gòu)精法3.地層—結(jié)構(gòu)垂法3.地層