第三講第三講1地下工程的兩種計(jì)算理論1荷載-結(jié)構(gòu)法（實(shí)用階段：朗肯、庫倫土壓力）

2地層-結(jié)構(gòu)法（理論階段：有限元法），發(fā)展趨勢

地下工程的兩種計(jì)算理論1荷載-結(jié)構(gòu)法（實(shí)用階段：朗肯、庫倫2（一）經(jīng)典土壓力理論1靜止土壓力（一）經(jīng)典土壓力理論1靜止土壓力3（一）經(jīng)典土壓力理論1庫倫土壓力理論（1）基本假定P13（一）經(jīng)典土壓力理論1庫倫土壓力理論（1）基本假4（一）經(jīng)典土壓力理論1庫倫土壓力理論（2）計(jì)算推導(dǎo)過程（一）經(jīng)典土壓力理論1庫倫土壓力理論（2）計(jì)算推5（一）經(jīng)典土壓力理論1庫倫土壓力理論（3）粘性土中等效內(nèi)摩擦角

（a）經(jīng)驗(yàn)：c每增加10kPa，內(nèi)摩擦角可提高3~7度，平均5度。（一）經(jīng)典土壓力理論1庫倫土壓力理論（3）粘性土6（一）經(jīng)典土壓力理論1庫倫土壓力理論（3）粘性土中等效內(nèi)摩擦角

（b）抗剪強(qiáng)度相等：（一）經(jīng)典土壓力理論1庫倫土壓力理論（3）粘性土7（一）經(jīng)典土壓力理論1庫倫土壓力理論（3）粘性土中等效內(nèi)摩擦角

（c）朗肯土壓力相等：（一）經(jīng)典土壓力理論1庫倫土壓力理論（3）粘性土8缺點(diǎn)：低墻保守，高墻危險(xiǎn)缺點(diǎn)：低墻保守，高墻危險(xiǎn)9（一）經(jīng)典土壓力理論1庫倫土壓力理論（4）粘性土庫倫主動(dòng)土壓力公式（一）經(jīng)典土壓力理論1庫倫土壓力理論（4）粘性土10（一）經(jīng)典土壓力理論2朗肯土壓力理論（1）基本假定P17（一）經(jīng)典土壓力理論2朗肯土壓力理論（1）基本假112朗肯土壓力理論2朗肯土壓力理論12地下建筑結(jié)構(gòu)-第三講課件13（二）考慮地下水時(shí)水土壓力計(jì)算1水土分算和水土合算（1）水土分算：砂性土和粉土

（2）水土合算：粘性土

（二）考慮地下水時(shí)水土壓力計(jì)算1水土分算和水土合算14（二）考慮地下水時(shí)水土壓力計(jì)算2土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法與指標(biāo)問題（1）直剪儀慢剪—三軸儀固結(jié)排水剪（CD）

（2）直剪儀固結(jié)快剪—三軸儀固結(jié)不排水剪（CU）

（3）直剪儀不固結(jié)快剪—三軸儀不固結(jié)不排水剪（UU）（二）考慮地下水時(shí)水土壓力計(jì)算2土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法與指標(biāo)15地下建筑結(jié)構(gòu)-第三講課件162.3巖土體壓力的計(jì)算2.3.2圍巖壓力的計(jì)算圍巖壓力：

位于地下結(jié)構(gòu)周圍變形或破壞的巖層，作用在襯砌結(jié)構(gòu)或支撐結(jié)構(gòu)上的壓力。2.3巖土體壓力的計(jì)算2.3.2圍巖壓力的計(jì)算圍巖壓力：172.3巖土體壓力的計(jì)算圍巖壓力的種類2.3巖土體壓力的計(jì)算圍巖壓力的種類182.3巖土體壓力的計(jì)算

淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算不考慮摩擦影響的圍巖壓力集度為：淺埋結(jié)構(gòu)：當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)上覆巖層較薄時(shí)，通常人為覆蓋層全部掩體重量作用于地下結(jié)構(gòu)。2.3巖土體壓力的計(jì)算淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算不考慮19淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算G-----ABCD體的總重量；F-----AB或CD面對(duì)G的摩擦力。淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算G-----ABCD體的總重20淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算由幾何關(guān)系：淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算由幾何關(guān)系：21淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算AB（CD）面水平土壓力分布：AB(CD)面所受總的水平力：AB(CD)面所受摩擦阻力：淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算AB（CD）面水平土壓力分布：AB22淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算所以得：

考慮摩擦影響的圍巖壓力集度為：淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算所以得：考慮摩擦影響的圍巖壓力集度23淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算將上式對(duì)H求導(dǎo)，并令其為零，則可求得產(chǎn)生最大圍巖壓力的深度：在這個(gè)深度上的圍巖壓力總值為：圍巖集度為：淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算將上式對(duì)H求導(dǎo)，并令其為零，則可求24淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算由此可知，在Hmax這個(gè)深度上，摩擦阻力為全部巖石柱重量之半。當(dāng)H=2Hmax時(shí)，Q=0。這表明摩擦阻力已全部克服了巖體下滑的重量。淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算由此可知，在Hmax這個(gè)深度上，摩25淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算實(shí)際上不能認(rèn)為當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)埋置深度H>2Hmax時(shí)地下結(jié)構(gòu)上完全沒有圍巖壓力作用。這是因?yàn)槲覀冄芯康氖撬缮⒌膰鷰r，而不是一個(gè)剛性的塊體。對(duì)于下滑的松散體來說，雖然兩側(cè)的摩擦阻力在數(shù)值上已超過巖石柱的全部重量，但是遠(yuǎn)離摩擦面（特別是跨中）的巖塊將因其自重而脫落。淺埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算實(shí)際上不能認(rèn)為當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)埋置深度H26深埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算深埋結(jié)構(gòu)是指當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)的埋深大到這樣一種程度，以致兩側(cè)摩擦阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了滑移柱的重量。卸荷拱壓力拱深埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算深埋結(jié)構(gòu)是指當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)的埋深大到這27深埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)上方具有足夠厚度的覆蓋層時(shí)，由于卸荷拱起到將巖體中立轉(zhuǎn)嫁給洞室兩側(cè)的作用，因而只有壓力拱內(nèi)的巖體重量作用在結(jié)構(gòu)上。卸荷拱壓力拱深埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)上方具有足夠厚度的覆蓋層28壓力拱高度：其中，普氏系數(shù)：深埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算在地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，常忽略壓力拱曲線所造成的荷載集度的差別，垂直圍巖壓力取均布形式：壓力拱高度：其中，普氏系數(shù)：深埋結(jié)構(gòu)垂直圍巖壓力的計(jì)算29水平圍巖壓力只是對(duì)較松軟（fk<2）的巖層才考慮。水平圍巖壓力的計(jì)算任一深度z處的水平圍巖壓力集度為：水平圍巖壓力只是對(duì)較松軟（fk<2）的巖層才考慮。30底部圍巖壓力：在某些松軟巖層中構(gòu)筑地下建筑物，由于在襯砌側(cè)墻底部軸向壓力作用下，或某些巖層，如黏性土層及石膏等遇水膨脹，都有可能使洞室底部產(chǎn)生隆起現(xiàn)象。這種由于圍巖隆起而對(duì)襯砌底板產(chǎn)生的作用力，叫做底部圍巖壓力。底部圍巖壓力的計(jì)算底部圍巖壓力：在某些松軟巖層中構(gòu)筑地下建筑物，由于在襯砌側(cè)墻31第3章彈性地基梁理論彈性地基梁：是指擱置在具有一定彈性地基上，各點(diǎn)與地基緊密相貼的梁。如鐵路枕木，鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)梁等。第3章彈性地基梁理論彈性地基梁：是指擱置在具有一定彈性地基32彈性地基梁與普通梁的區(qū)別：1、彈性地基梁----無限次超靜定；普通梁----有限次超靜定：2、彈性地基梁----要考慮地基變形；普通梁----不要考慮地基變形：彈性地基梁與普通梁的區(qū)別：1、彈性地基梁----無限次超靜定33彈性地基梁計(jì)算模型1、溫克爾地基模型（也稱彈簧模型）（2）表達(dá)式：（1）假設(shè)：地基表面任一點(diǎn)的沉降與該點(diǎn)單位面積上所受的壓力成正比。彈性地基梁計(jì)算模型1、溫克爾地基模型（也稱彈簧模型）（2）表34彈性地基梁計(jì)算模型1、溫克爾地基模型（也稱彈簧模型）（3）優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）參數(shù)少，便于應(yīng)用；2）計(jì)算地基梁是，可以考慮梁本身的實(shí)際彈性變形。缺點(diǎn)：1）沒有考慮地基中的剪應(yīng)力；2）沒有考慮地基連續(xù)性。彈性地基梁計(jì)算模型1、溫克爾地基模型（也稱彈簧模型）（3）優(yōu)35彈性地基梁計(jì)算模型2、半無限體彈性地基模型（1）基本假設(shè)：地基是均質(zhì)、連續(xù)、彈性的半無限體。彈性地基梁計(jì)算模型2、半無限體彈性地基模型（1）基本假設(shè)：地36彈性地基梁計(jì)算模型2、半無限體彈性地基模型（2）優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）考慮地基的聯(lián)系整體性；2）彈性力學(xué)的古典問題（數(shù)學(xué)解析解）。缺點(diǎn)：1）彈性假設(shè)-----------實(shí)際上土是塑性體；2）均質(zhì)假設(shè)-----------土層是非均質(zhì)，各向異性的。3）半無限體假設(shè)-----不能反映地基的分層特點(diǎn)。彈性地基梁計(jì)算模型2、半無限體彈性地基模型（2）優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：371、有時(shí)候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。9月-239月-23Saturday,September9,20232、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。08:28:4908:28:4908:289/9/20238:28:49AM3、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。9月-2308:28:4908:28Sep-2309-Sep-234、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。08:28:4908:28:4908:28Saturday,September9,20235、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。9月-239月-2308:28:4908:28:49September9,20236、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。09九月20238:28:49上午08:28:499月-237、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。九月238:28上午9月-2308:28September9,20238、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/9/98:28:4908:28:4909September20239、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。8:28:49上午8:28上午08:28:499月-2310、你要做多大的事情，就該承受多大的壓力。9/9/20238:28:49AM08:28:4909-9月-2311、自己要先看得起自己，別人才會(huì)看得起你。9/9/20238:28AM9/9/20238:28AM9月-239月-2312、這一秒不放棄，下一秒就會(huì)有希望。09-Sep-23