地下工程结构PDF电子书下载

1　绪论 1

1.1　地下空间 1

1.1.1　地下空间开发 1

1.1.2 地下空间的利用形态 2

1.2　地下结构 4

1.2.1　地下结构的概念及其作用 4

1.2.2　地下结构的形式 4

1.2.3　地下结构的特点 7

1.3　本课程的内容和任务 7

思考题与习题 8

2　地下结构荷载 9

2.1　概述 9

2.2　地下结构的地质环境 9

2.2.1 围岩及其分级 10

2.2.2 围岩初始应力、释放荷载与地层抗力 11

2.3 围岩压力 13

2.3.1 围岩压力及其影响因素 13

2.3.2 垂直围岩压力计算 13

2.4　爆炸效应与爆炸荷载 16

2.4.1　核武器与常规武器的爆炸效应 16

2.4.2　核爆炸荷载 19

2.4.3　常规武器爆炸荷载 24

思考题与习题 28

3　地下结构可靠度理论 29

3.1　概述 29

3.1.1 地下工程结构的不确定因素 29

3.1.2　地下工程结构可靠度分析的特点 30

3.2　可靠度分析的基本原理 30

3.2.1　结构极限状态和极限状态方程 31

3.2.2　地下工程结构的可靠度 31

3.2.3　可靠度分析方法的四个层次 34

3.3　可靠度分析的近似方法 34

3.3.1 一次二阶矩法 34

3.3.2　验算点法 35

3.3.3 当量正态化法（JC法） 37

3.3.4 结构体系的可靠度分析 39

思考题与习题 41

4　地下工程结构的设计理论与方法 42

4.1　概述 42

4.1.1 地下工程结构计算方法的发展 42

4.1.2　地下工程结构的设计模型 42

4.2　经验设计方法 44

4.2.1 选择支护类型与参数原则 44

4.2.2　其他设计与施工原则 45

4.2.3　新奥法施工 46

4.3　荷载-结构法 47

4.3.1　荷载-结构模型的建立 47

4.3.2 隧道衬砌结构受力变形特点 48

4.3.3 支护结构的计算方法 48

4.4　地层-结构法 48

4.4.1　解析法 49

4.4.2　数值法 49

4.4.3　特征曲线法 49

4.5　地层-结构法的数值模拟及求解方法 50

4.5.1　地层的模拟 50

4.5.2　施工过程的模拟 50

4.5.3　结构的模拟 51

4.5.4　地层与结构的相互作用 51

思考题与习题 52

5　浅埋式地下结构 53

5.1　概述 53

5.1.1　直墙拱形结构 53

5.1.2　矩形闭合结构 53

5.1.3　梁板式结构 54

5.2　矩形闭合结构 54

5.2.1　设计计算要点 54

5.2.2　构造要求 58

思考题与习题 61

6　附建式地下结构 62

6.1　概述 62

6.2　附建式地下结构的形式 63

6.2.1　梁板式结构 63

6.2.2　板柱结构 63

6.2.3 箱形结构 63

6.2.4　框架结构 64

6.2.5　拱壳结构 64

6.2.6　外墙内框、墙板结构 64

6.3　附建式地下结构的设计要点 65

6.3.1　荷载组合 65

6.3.2 内力计算与截面设计方法 66

6.4　梁板式结构 67

6.4.1　顶板 67

6.4.2　侧墙 70

6.4.3　基础 71

6.5　防空地下室口部构件与构造要求 72

6.5.1 口部构件 72

6.5.2　构造要求 74

思考题与习题 77

7　逆作法地下结构 78

7.1　概述 78

7.2　地下连续墙 79

7.2.1　地下连续墙施工方法、特点及适用性 79

7.2.2　地下连续墙的设计内容 80

7.2.3 地下连续墙的内力计算方法 82

7.3　中间支承柱 85

7.3.1 中间支承柱的结构形式 86

7.3.2 中间支承柱的做法 86

7.3.3 中间支承柱的承载力验算 87

7.4　逆作法施工的连接接头 89

7.4.1　地下连续墙接头 89

7.4.2　地下连续墙与梁的连接 90

7.4.3　地下连续墙与地下室底板的连接 92

7.4.4 中间支承柱与梁的连接 93

7.5　逆作法地下室结构浇筑 94

7.5.1 利用土模浇筑梁板 94

7.5.2　利用支模方式浇筑梁板 94

7.5.3　施工缝处的浇筑 95

思考题与习题 96

8　基坑围护及支撑结构 97

8.1　概述 97

8.1.1　基坑围护的结构类型 97

8.1.2　基坑支撑的结构类型 99

8.1.3　基坑围护和支撑结构的选择 100

8.2　常见基坑围护结构及构造 102

8.2.1　桩（墙）式围护结构 102

8.2.2 水泥土墙重力式围护结构 107

8.3　基坑稳定性验算 112

8.3.1　坑底抗隆起稳定性 112

8.3.2　坑底抗渗流稳定性 113

8.3.3　整体稳定性 114

8.4　基坑变形估算 114

8.4.1　坑底隆起变形估算 115

8.4.2　坑外地表沉降估算 115

思考题与习题 117

9　沉井结构 118

9.1　概述 118

9.1.1 沉井结构的概念、特点及应用 118

9.1.2　沉井设计一般要求 118

9.1.3　沉井的施工步骤 119

9.2　沉井结构的类型与构造 119

9.2.1 沉井结构的类型 119

9.2.2 沉井结构的构造 119

9.3　沉井结构的施工计算 122

9.3.1　下沉系数验算 122

9.3.2　抗浮稳定验算 123

9.3.3　沉井刃脚验算 123

9.3.4　沉井井壁计算 125

9.3.5　沉井底节验算 126

9.3.6　沉井底板计算 127

9.3.7　沉井封底计算 127

9.4　沉井施工引起的土体移动 130

9.4.1 沉井的影响范围 130

9.4.2　减少沉井对周围土体影响的措施 130

思考题与习题 131

10　盾构隧道结构 132

10.1　盾构法 132

10.1.1　概述 132

10.1.2　盾构的基本组成 133

10.1.3 盾构类型 134

10.1.4　盾构几何尺寸的选定及推力确定 136

10.2　衬砌类型和构造 138

10.2.1　衬砌的形式与选型 138

10.2.2　衬砌的分类与比较 138

10.2.3　装配式钢筋混凝土管片构造 140

10.2.4 管片接头构造 140

10.2.5　其他构造 142

10.3　衬砌管片结构设计 142

10.3.1　设计原则 142

10.3.2 内力计算方法 143

10.3.3　荷载计算 143

10.3.4　衬砌内力计算 145

10.3.5　管片截面设计 147

10.4　隧道防水 148

10.4.1　衬砌的抗渗 148

10.4.2 管片制作精度 148

10.4.3　接缝防水材料 149

10.4.4　二次衬砌 149

10.4.5　其他 149

思考题与习题 150

11　整体式隧道结构 151

11.1　概述 151

11.1.1 结构形式、受力特点和适用条件 151

11.1.2 隧道结构设计的一般技术要求 152

11.2　喷锚支护与复合衬砌结构 153

11.2.1　概述 153

11.2.2 围岩分级 153

11.2.3　喷锚支护设计 154

11.2.4　复合衬砌结构 157

11.3　半衬砌结构 158

11.3.1　计算图式、基本结构及正则方程 159

11.3.2 单位变位及荷载变位的计算 159

11.3.3　拱脚位移计算 160

11.3.4　拱圈截面内力 161

11.4　直墙拱结构 162

11.4.1　拱圈计算原理 162

11.4.2　边墙计算原理 163

11.5　连拱隧道结构 163

11.5.1　概述 163

11.5.2　连拱隧道的设计和计算方法 164

11.6　衬砌截面强度验算 166

思考题与习题 167

12　沉管结构 169

12.1　概述 169

12.1.1　沉管法施工原理 170

12.1.2　沉管隧道的特点 170

12.2　沉管结构设计 171

12.2.1　沉管结构类型 172

12.2.2　沉管结构荷载 172

12.2.3 管段浮力设计 173

12.2.4　结构分析与配筋 173

12.3　管段防水 175

12.3.1 管段防水发展沿革 175

12.3.2　钢壳与钢板防水 175

12.3.3　卷材防水与涂料防水 175

12.3.4 变形缝与止水缝带 176

12.4　管段沉放与水下连接 177

12.4.1　管段出坞 177

12.4.2　管段浮运 178

12.4.3　沉设方法与设备 179

12.4.4　水下连接 181

12.5　沉管基础 183

12.5.1 沉管结构对地基的要求 183

12.5.2　基础处理 183

12.5.3　软弱土层中的沉管基础 185

思考题与习题 186

13　顶管结构及箱涵结构 187

13.1　顶管结构 187

13.1.1　概述 187

13.1.2　顶管的分类 187

13.1.3　顶管施工的基本原理 188

13.1.4　顶管工程的设计计算 188

13.1.5　顶管施工的主要设备 192

13.2　箱涵结构 196

13.2.1 结构形式 196

13.2.2 箱涵的设计内容和步骤 196

13.2.3　作用在箱涵上的荷载 196

13.2.4　箱涵结构设计计算 199

13.2.5　沉降缝的设置 199

13.2.6　涵管顶进施工法 200

思考题与习题 200

14　其他地下结构简介 201

14.1　穹顶直墙衬砌结构 201

14.1.1　衬砌的结构形式与尺寸 201

14.1.2　衬砌构造 202

14.1.3　计算原理 202

14.2 洞门 202

14.2.1 洞门的形式 203

14.2.2　洞门尺寸和构造 204

14.2.3 洞门墙计算简介 205

14.3　岔洞 206

14.3.1　岔洞形式 206

14.3.2　岔洞的构造要求及计算方法 207

14.4　竖井和斜井 207

14.4.1 竖井的构造 207

14.4.2　斜井的构造 208

思考题与习题 209

参考文献 210