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第1章 绪论 1

1.1 地下空间结构的概念、功能和特点 1

1.2 地下空间结构的形式和适用环境 2

1.3 地下空间结构设计基本原则与内容 4

1.4 地下空间结构进展 5

思考题 6

第2章 地下空间结构的荷载与可靠度基本原理 7

2.1 围岩分级 7

2.1.1 概述 7

2.1.2 围岩 7

2.1.3 围岩分级 13

2.2 荷载种类和组合 22

2.2.1 地下空间结构荷载 22

2.2.2 荷载组合 23

2.2.3 荷载确定方法 27

2.3 土压力与围岩压力计算 27

2.3.1 土压力计算理论 27

2.3.2 围岩压力计算 47

2.4 地层弹性抗力 64

2.5 地下空间结构可靠度基本原理 67

2.5.1 概述 67

2.5.2 可靠性分析的基本原理 68

2.5.3 可靠度分析的近似方法 77

2.5.4 结构体系的可靠度分析 86

2.5.5 蒙特卡罗法简介 89

思考题 93

第3章 弹性地基梁 95

3.1 概述 95

3.2 弹性地基梁的计算模型 95

3.2.1 直线分布假定 95

3.2.2 局部变形理论 96

3.2.3 共同变形理论 96

3.3 基于局部变形理论计算弹性地基梁 97

3.3.1 基础梁的挠度曲线微分方程 97

3.3.2 挠度曲线微分方程的齐次解 99

3.3.3 初参数和双曲线三角函数的引用 100

3.3.4 挠度曲线微分方程的特解 102

3.4 弹性地基短梁、长梁及刚性梁 107

3.4.1 弹性地基梁的分类 107

3.4.2 无限长梁 107

3.4.3 半无限长梁 109

3.4.4 刚性梁 110

3.4.5 例题 111

3.5 基于共同变形理论的弹性地基梁计算 112

3.5.1 基本方程 112

3.5.2 表格的使用 115

习题 117

第4章 地下空间结构的设计计算理论 119

4.1 地下工程结构计算方法的发展 119

4.1.1 刚性结构阶段 119

4.1.2 弹性结构阶段 120

4.1.3 连续介质阶段 120

4.1.4 数值模拟阶段 121

4.1.5 可靠度分析阶段 121

4.2 地下空间结构的设计模型 121

4.2.1 经验类比模型 122

4.2.2 荷载—结构模型 122

4.2.3 地层—结构模型 122

4.2.4 收敛—限制模型 123

4.3 地下空间结构设计内容 123

4.4 荷载—结构法 124

4.4.1 设计原理 124

4.4.2 计算原理 124

4.5 地层—结构法 126

4.5.1 设计原理 126

4.5.2 计算初始地应力 127

4.5.3 本构模型 127

4.5.4 单元模式 131

4.5.5 施工过程模拟 132

4.5.6 算例 133

思考题 137

第5章 隧道结构 138

5.1 概述 138

5.1.1 隧道结构的受力特点 138

5.1.2 隧道结构的断面形式 138

5.1.3 整体式衬砌结构类型和适用条件 139

5.1.4 隧道结构的计算模型 141

5.2 隧道衬砌结构的荷载 142

5.2.1 主动荷载 142

5.2.2 被动荷载 142

5.3 半衬砌结构 142

5.3.1 计算模型 142

5.3.2 衬砌内力计算 143

5.3.3 拱脚弹性固定系数的计算 147

5.3.4 拱圈变位值的计算 148

5.3.5 算例 149

5.4 直墙拱形衬砌结构 154

5.4.1 计算模型 154

5.4.2 直墙拱形结构的内力计算 155

5.4.3 算例 160

5.5 曲墙拱形衬砌结构 170

5.5.1 计算模型 170

5.5.2 曲墙拱形结构的内力计算 171

5.5.3 算例 174

5.6 连拱隧道结构 186

5.6.1 概述 186

5.6.2 连拱隧道的设计和计算方法 187

5.7 衬砌截面强度的验算 191

5.7.1 破损阶段法 191

5.7.2 概率极限状态法 192

思考题 192

第6章 浅埋式结构与附建式结构 194

6.1 概述 194

6.1.1 浅埋式结构的形式、应用和设计要求 194

6.1.2 附建式地下空间结构的特点 196

6.1.3 设计计算的主要问题 198

6.2 矩形闭合框架结构 198

6.2.1 设计计算要点 198

6.2.2 荷载计算 199

6.2.3 内力计算 201

6.2.4 设计弯矩、剪力及轴力的计算 204

6.2.5 抗浮验算 205

6.2.6 算例 206

6.3 浅埋式结构截面设计与构造要求 208

6.3.1 截面设计 208

6.3.2 构造要求 209

6.4 梁板结构 213

6.4.1 顶板 214

6.4.2 侧墙 218

6.4.3 基础 220

6.4.4 承重内墙（柱） 221

6.5 地下室的口部结构 221

6.5.1 室内出入口 222

6.5.2 室外出入口 222

6.5.3 通风采光洞 223

思考题 224

习题 225

第7章 盾构法隧道结构与顶管结构 226

7.1 概述 226

7.1.1 盾构法隧道施工的基本概念 226

7.1.2 盾构法隧道的特点 227

7.2 盾构隧道衬砌形式和构造 227

7.2.1 衬砌断面形式 227

7.2.2 衬砌分类 229

7.2.3 装配式钢筋混凝土管片的构造 232

7.2.4 管片接头的构造 233

7.2.5 其他构造 236

7.3 盾构隧道衬砌圆环内力计算 237

7.3.1 管片设计要求及方法 237

7.3.2 荷载及荷载组合 237

7.3.3 管片内力计算方法 242

7.4 盾构隧道衬砌断面设计 251

7.4.1 裂缝宽度计算 252

7.4.2 衬砌断面强度计算 253

7.4.3 衬砌圆环变形计算 253

7.4.4 接缝计算 255

7.5 盾构隧道防水 257

7.5.1 盾构隧道防水原则 257

7.5.2 盾构隧道防水标准 257

7.5.3 盾构隧道防水设计 258

7.5.4 二次衬砌 259

7.5.5 其他防水措施 260

7.6 顶管结构 260

7.6.1 概述 260

7.6.2 顶管结构的分类 261

7.6.3 顶管工程的设计计算 262

思考题 271

习题 271

第8章 沉井结构与沉管结构 273

8.1 沉井结构 273

8.1.1 沉井的类型和构造 275

8.1.2 沉井结构的荷载 280

8.1.3 沉井结构设计计算 281

8.2 沉管结构 299

8.2.1 沉管结构的设计 300

8.2.2 沉管的防水设计 306

8.2.3 沉管变形缝与管段接头设计 308

8.2.4 沉管基础设计 311

思考题 314

习题 314

第9章 复合衬砌结构 316

9.1 围岩稳定性分析 316

9.1.1 不稳定块体的几何分析 316

9.1.2 失稳方式的运动学分析 316

9.1.3 稳定系数的计算分析 317

9.2 锚喷支护设计 318

9.2.1 锚喷支护的特点 318

9.2.2 锚喷支护作用原理 319

9.2.3 锚喷支护设计 321

9.2.4 二次衬砌 328

9.3 施工信息的反馈分析 329

思考题 330

第10章 基坑围护结构 331

10.1 概述 331

10.1.1 基坑围护的基本概念 331

10.1.2 基坑工程特点 331

10.1.3 基坑围护结构类型 333

10.1.4 基坑围护结构特点 334

10.2 基坑工程的设计内容 335

10.2.1 基坑安全等级 335

10.2.2 环境调查 337

10.2.3 围护结构的选择和布置 337

10.2.4 围护结构内力设计计算 337

10.2.5 围护结构稳定性验算 338

10.2.6 基坑周边环境安全评估 338

10.2.7 节 点设计 339

10.2.8 其他土工问题 339

10.3 基坑围护结构的内力计算 340

10.3.1 围护结构的计算模型及计算原则 340

10.3.2 桩（墙）内力的计算分析方法 341

10.3.3 支撑体系平面框架的计算 346

10.4 基坑稳定性验算 349

10.4.1 边坡稳定性 349

10.4.2 基坑抗隆起稳定性 350

10.4.3 整体稳定性验算 353

10.4.4 坑底抗渗流稳定验算 353

10.4.5 承压水的影响 354

10.5 基坑工程的变形计算 355

10.5.1 基坑坑底隆起变形计算 355

10.5.2 基坑围护墙外土体沉降估算 356

10.6 常见围护结构设计与构造 359

10.6.1 桩（墙）围护结构 359

10.6.2 重力式围护墙的设计 362

10.6.3 地下连续墙设计 365

思考题 380

附录 382

参考文献 426