第2章地下建筑结构的荷载要点解析.pptVIP

三种三轴试验的结果对比 饱和粘土的固结排水剪（CD）的强度固结不排水剪(CU)强度不固结不排水剪(UU)强度 剪切破坏强度是发生剪切变形破坏时的强度。 2、影响围岩压力的因素 影响山岩压力的因素 (1)洞室的形状和大小 (2)地质构造 (3)支护的型式和刚度 (4)洞室深度 (5)时间 (6)施工方法 围岩压力及其影响因素 （二）围岩压力的计算方法 1、按松散体理论计算围岩压力 1）垂直围岩压力 ① 浅埋结构上的垂直围岩压力 ② 深埋结构上的垂直围岩压力 2）水平围岩压力 3）底部围岩压力 2、按弹塑性体理论计算围岩压力 1、按松散体理论计算围岩压力 由于岩体一般总是有一定的裂隙节理，又由于洞室开挖施工的影响，其围岩不可能是一个非常完整的整体，而松散体理论中假定岩石为散粒体，并具有一定的凝聚力，所以用这一理论计算松动围岩压力有时也可以得到较好的效果。 ① 浅埋结构上的垂直围岩压力 作用在地下结构上的围岩压力为岩石柱重量与两侧所提供摩擦力之差。从洞室底面的两端起可能形成伸延到地面的倾斜破裂面，见下图中的AB和CD。 从上式可以看出随着深度的增加，围岩压力逐渐减小，这与实际不符。 该式仅适用于浅埋结构。 随着深度的增加，两侧摩阻力超过了滑移柱的重量。 只有AEB以下岩体重量对结构产生压力，又称为压力拱 压力拱能够自然稳定平衡，其上任何一点均无力矩。 只要确定压力拱的形状及高度就可以确定出围岩压力 q=γh1 ② 深埋结构上的垂直围岩压力 2）水平围岩压力 3）底部围岩压力 1、按松散体理论计算围岩压力 只是对较松软的岩石才考虑 计算时先求出垂直围岩压力的集度， 而后乘以侧压力系数Ka(主动土压力) 通常不计算 2、按弹塑性体理论计算围岩压力 从理论k讲，弹塑性理论比前面的理论要严密些，但是弹塑性理论的数学运算较复杂，公式也较繁。 在 r= R的可变范围内出现了塑性区。 这就是著名的修正了的芬诺公式。 它表示当岩体性质、埋深等确定的情况下，非弹性变形区大小与支护对围岩提供的反力间的关系 在弹性区和塑性区的交界处分别满足弹性解和塑性解， 据此推导出围岩压力的计算公式 2、按弹塑性体理论计算围岩压力 3、按围岩分级和经验公式确定围岩压力 初始地应力、释放荷载与开挖效应 初始地应力一般包括自重应力场和构造应力场，但土层中仅有自重应力场存在，岩层中对于Ⅳ级以下围岩，喷射混凝土层将在同围岩共同变形的过程中对围岩提供支护抗力，使围岩变形得到控制，从而使围岩保持稳定。与此同时，喷层将受到来自围岩的挤压力。这种挤压力由围岩变形引起，常称作“形变压力”。 时间效应：Ⅳ级以下围岩一般呈现塑性和流变特性 1、初始地应力的确定 初始地应力{?0}的确定常需专门研究。对岩石地层，初始地应力可分为自重地应力和构造地应力两部分,而土层一般仅有自重地应力。其中自重地应力可由有限元法求得，构造地应力可由位移反分析方法确定。 2、 释放荷载的计算 释放荷载：可由已知初始地应力或与前一步开挖相应的应力场确定。先求得预计开挖边界上各结点的应力，并假定各结点间应力呈线性分布，然后反转开挖边界上各结点应力的方向(改变其符号)，据以求得释放荷载 * * 第2章 地下建筑结构的荷载 本讲内容 荷载种类和组合 荷载确定方法 岩土体压力的计算方法 初始地应力、释放荷载与开挖效应 弹性抗力 其他荷载 1 2 3 4 5 6 1. 荷载种类和组合 荷载种类 按存在状态可分为：静荷载、动荷载和活荷载等 静荷载：又称恒载； 动荷载：这是瞬时作用的动荷载 活荷载：是指在结构物施工和使用期间可能存在的变动荷载，其大小和作用位置都可能变化。 其它荷载：混凝土材料收缩（包括早期混凝土的凝缩与日后的干缩）受到约束而产生的内力； 1. 荷载种类和组合 荷载组合 各种荷载对结构可能不是同时作用，需进行最不利情况的组合。先计算个别荷载单独作用下的结构各部件截面的内力，再进行最不利的内力组合，得出各设计控制截面的最大内力。 最不利的荷载组合一般有以下几种情况： （一）静载； （二）静载+活载； （三）静载+动载（原子爆炸动载、炮（炸） 弹动载） 2. 荷载的确定方法 确定依据 . 1、依据规范：当前在地下建筑结构设计中试行的规范、技术措施、条例等有多种。有的仍沿用地面建筑的设计规范，设计时应遵守