地下空间结构.docx

地下工程结构第一章 绪论 1简述地下建筑结构的概念及形式：地下建筑结构即埋置于地层内部的结构。包括衬砌结构和内部结构两部分。衬砌结构主要起承重和围护作用地下建筑结构的形式主要由使用功能、地质条件和施工技术等因素确定。根据地质情况差异可分为土层和岩层内的两种形式。土层地下建筑结构分为①浅埋式结构②附建式结构③沉井（沉箱）结构④地下连续墙结构⑤盾构结构⑥沉管结构⑦其他如顶管和箱涵结构。岩石地下建筑结构形式主要包括直墙拱形、圆形、曲墙拱形，还有如喷锚结构、穹顶结构、复合结构。2.地下建筑结构的工程特点：①建筑结构替代了原来的地层（承载作用）②地层荷载随施工过程是发生变化的③地质条件影响地层荷载④地下水准结构设计影响大④设计考虑施工、使用的整个阶段⑤地层与结构共同的承载体系⑥地层的成拱效应。3.地下建筑地上建筑结构地上建筑区别：计算理论设计和施工方法不同，地下建筑结构所承受的荷载比地面结构复杂，因为地下建筑结构埋置于地下，其周围的岩土体不仅作为荷载作用于地下建筑结构上，而且约束着结构的移动和变形。第二章 地下建筑结构的荷载1.地下建筑荷载分哪几类：按其存在的状态，可以分为静荷载（结构自重，岩土体压力）、动荷载（地震波，爆炸产生冲击）和活荷载（人群物件和设备重量，吊车荷载）、其他荷载。2.土压力可分为几种形式？其大小关系如何？土压力分为静止土压力E0、主动土压力力Ea、被动土压力Ep，则EpE0Ea3.简述围岩压力的概念及影响因素：围岩压力就是指位于地下结构周围变形或破坏的岩层，作用在衬砌结构或支撑结构上的压力。分为松散、膨胀、变形、冲击围岩压力。影响围岩压力的因素很多，主要与岩体的结构、岩石的强度、地下水的作用、洞室的尺寸与形状、支护的类型和刚度、施工方法、洞室的埋置深度和支护时间等因素相关。其中岩体稳定性的关键之一在于岩体结构面的类型和特征。4.简述弹性抗力的基本概念？其值大小与哪些因素有关？地下建筑结构除承受主动荷载作用外（如围岩压力、结构自重等），还承受一种被动荷载，即地层的弹性抗力。岩土体将制止结构的变形，从而产生了对结构的反作用力，对这个反作用力习惯上称弹性抗力。弹性抗力大小和分布规律不仅决定于结构的变形，还与地层的物理力学性质有着密切的关系。5.如何确定弹性抗力：目前有两种理论，一种是局部变形理论，认为弹性地基某点上施加的外力只会引起该点的沉陷。另一种是共同变形理论，即认为弹性地基上的一点外力，不仅引起该点发生沉陷，而且还会引起附近一定范围的地基沉陷。6.简述温克尔假定：假设认为地层的弹性抗力与结构变位成正比。7.核爆炸作用按等效静荷载进行设计p208.一般人防工程结构动力计算，可采用等效静荷载法，按单自由度的弹性或塑性体系计算。结构周边的等效静荷载可按下列式子计算q1=Kd1 Pcl q2=Kd2Pe2 q3=Kd3 Pc3q1 q2 q3——顶盖竖向，外墙水平、底板板竖向等效静荷载（Mpa）Kdl Kd2Kd3——顶盖、外墙、底板动力系数pcl——常规武器地而爆炸作用到结构顶板上的均布荷载Pc2—常规武器地面爆炸作用当结构外墙上的均布荷载峰值9. 承受核爆炸动载的结构不同于工业民用建筑结构的一个特点是结构允许出现一定的变形第三章 地下建筑结构可靠度理论1.地下建筑结构的可靠度指标如何确定的：地下建筑的可靠度就是在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率大小，叫可靠度指标。具体可靠度尺度有三种：可靠概率sp、失效概率fp、可靠度指标。由于直接应用数值积分方法计算地下结构的失效概率比较困难，因此实际中多采用近似方法，为此引入结构可靠指标概念。2.结构可靠度分析方法有哪几种？①半经验半概率法②近似概率设计法③全概率法④广义可靠性分析法3.结构可靠度指标β的物理意义：从均值到原点以标准差为度量单位的距离σz当β变小失效概率增大，当β变大失效概率减小。第四章 地下建筑结构的计算方法1.我国采用的计算方法主要有荷载一结构模型，地层一结构模型，经验类比法，收敛限制模型（或称特征线法，计算理论也是地层结构法）2.荷载结构法、地层结构法的基本含义和主要区别？ 荷载载结构模型认为地层对结构的作用只是产生作用在地下建筑结构上的荷载衬砌在荷载作用下产生内力和变形，与其相应的计算方法称为荷载结构，（弹性连续框架（含拱形）法、假定抗力法和弹性地基梁（含曲梁和圆环）法等可归于荷载结构法）。地层结构模型把地下结构与地层作为一个受力变形的整体，按照连续介质力学原理来计算地下建筑结构以及周围地层的变形；不仅计算出衬砌结构的内力及变形，而且计算周围地层的应力，充分体现周围地层与地下建筑结构的相互作用。底层结构法相对于荷载结构，充分考虑了地下结构与周围地层的相互作用，结合具体的施工过程可以充分模拟地下结构以及周围地层在每一