地下建筑结构可以看成是建筑在岩土体内的人工结构与围岩体结构共同构成的结构物.docVIP

地下建筑结构可以看成是建筑在岩土体内的人工结构与围岩体结构共同构成的结构物。 地下建筑结构：是一种包括地下支护结构和地层结构的复合结构体。 地下建筑工程的特点 1、工程受力特点不同 （1）、地面结构先有结构，后有荷载； （2）、地下建筑结构是先有荷载，后有结构，结构本身不完全独立。 2、工程材料特性的不确定性 （1）、地面结构工程多为人工材料，变异性比岩土材料小得多，容易控制和改变； （2）、地下建筑结构是漫长的地质构造运动的产物，存在较大不确定性，主要表现为： 空间上的不确定性 时间上的不确定性 工程荷载的不确定性 破坏模式的不确定性 地下建筑结构信息的不完备性和模糊性 地下建筑结构支护结构形式的多样性。 施工的困难性和复杂性 4、地下支护结构的类型 按照设计和施工要求分类：（1）整体浇筑结构（2）锚喷支护结构（3）复合式衬砌结构（4）管片支护结构 5、岩体的定义：是由岩块和分割它们之间的不连续面组成的地质体。 6、工程地质学将岩体分为4种结构类型：1整体与块状结构 2 层状结构 3破裂状结构 4散体状结构 7、迹长：岩体结构面与揭露面相交迹线的长度 8、围岩初始应力场：由于岩体的自重和地质构造作用，在地下工程施工前岩体中就已经存在的地应力场，称为围岩初始应力场。 9、围岩重分布应力：地下洞室开挖后，洞室周围岩体的天然应力的相对平衡状态受到破坏，围岩体将向洞室周边开挖空间松胀变形，使围岩中的应力重新分布。 10、围岩压力：围岩的变形和破坏给地下洞室的稳定性带来危害，需要对围岩进行支护衬砌，变形破坏的围岩将对支护结构施加一定的荷载，称为围岩压力。 11、岩体自重应力场的变化规律：（1）地应力随深度呈线性增加的；（2）自重应力场水平应力总是小于自重应力场垂直应力，最多只能与其相等。 12、构造应力场的变化规律：（了解） （1）地质构造形态的变化不仅改变了自重应力场，还以各种形式积蓄在岩体内，这种残余应力对地下工程产生重大的影响；（影响大） （2）构造应力场在不深的地方已经普遍存在，最大构造应力方向近似水平，且水平应力分量大于自重应力场中的水平分量，甚至大于垂直应力分量；（水平分量大） （3）、构造应力场分布不均匀，它的参数无论空间、时间上都有很大变化，主应力轴的方向和绝对值也有很大变化。（复杂） 13、圆形洞室重分布应力的特征 1）洞壁上的重分布应力 ??? 为考察洞壁上的重分布应力的特点，把r=R0代入上式，得洞壁上的重分布应力为： 有上式可知，洞壁上的重分布应力具有下列特点： 洞壁上的τrθ＝0，σr＝0，为单向应力状态 σθ大小与与洞室尺寸R0无关 当θ=0、180°，σθ=3σV—σh=（3—λ）σV 当θ=90、270°，σθ=3σh—σV=（3λ—1）σV 当λ＜1/3时，洞顶底将出现拉应力 当1/3＜λ＜3时，σθ为压应力且分布较均匀 当λ＞3时，洞壁两侧出现拉应力，洞顶底出现较高的压应力集中 2）天然应力场中的围岩重分布应力 静水压力式天然应力场是指水平天然应力与铅直天然应力相等的应力场，即λ=1。 把λ=1代入教材式（3-6），得静水压力式天然应力场中的围岩重分布应力为： 由上式可知，静水压力式天然应力场中的围岩重分布应力具有下列特点： 围岩内重分布应力与θ角无关，仅与R0和σ0有关 由于τrθ=0，则σr，σθ均为主应力，且σθ恒为最大主应力，σr恒为最小主应力 当r＝R0(洞壁)时，σr=0，σθ=2σ0，可知洞壁上的应力差最大，且处于单向受力状态，说明洞壁最易发生破坏 r增大，σr增大，σθ减小，都渐趋于σ0值 在理论上，σr，σθ要在r→∞处才达到σ0值，但实际上σr，σθ趋近于σ0的速度很快，当r=6R0时，σr和σθ与σ0接近。 一般认为，地下洞室开挖引起的围岩分布应力范围为6R0。 14、塑性围岩重分布应力，围岩中出现塑性圈、弹性圈和原岩应力区。 15、地下洞室开挖后，围岩塑性圈半径R1随天然应力σ0增加而增大，随支护力pi 、岩体强度Cm增加而减小。 16、围岩压力是围岩与支衬间的相互作用力，它与围岩应力不是同一个概念。围岩应力是岩体中的内力，而围岩压力则是针对支衬结构来说的，是作用于支护衬砌上的外力。 17、按围岩压力的形成机理，可将其划分为形变围岩压力、松动围岩压力和冲击围岩压力。 1、形变围岩压力 形变围岩压力是由于围岩塑性变形如塑性挤入、膨胀内鼓、弯折内鼓等形成的挤压力。 产生形变围岩压力的条件： ①岩体较软弱或破碎，围岩应力超过岩体的屈服极限而产生较大的塑性变形； ②深埋