地下結(jié)構(gòu)

1、當整體式圓管結(jié)構(gòu)修建在松軟的地層中，地層對結(jié)構(gòu)的彈性抗力很小，故假定結(jié)構(gòu)可自由變形。采用自由變形圓環(huán)法。

首先是荷載計算。包括環(huán)自重，豎向地層（單位寬）壓力，地層水平力（單位寬）,靜水壓，地基反力等。其次是內(nèi)力計算，采用彈性中心法。由于結(jié)構(gòu)及荷載對稱，拱頂切口處剪力為零，根據(jù)力的平衡及變形協(xié)同條件采用力法方程，可得圓環(huán)中任意截面的內(nèi)力。

3、 假定抗力法

4、 襯砌結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，產(chǎn)生向地層方向的變形，從而引起彈性力。先假定圓管結(jié)構(gòu)彈性抗力分布，然后通過豎向均布地層力作用下，圓環(huán)自重作用下，內(nèi)水壓力作用下，外部靜水壓力作用下任意截面彎矩與軸力的計算公式。按查系數(shù)表法求得相應(yīng)內(nèi)力。

框架結(jié)構(gòu)是平面變形問題，沿縱向取單位寬度，按閉合框架計算其結(jié)構(gòu)內(nèi)力。首先確定頂板上荷載，底板上荷載及側(cè)壁的荷載。然后采用力矩分配法，迭代法或位移法求框架內(nèi)力。

二、地層結(jié)構(gòu)法把地下結(jié)構(gòu)與地層作為一個受力變形的整體，按照連續(xù)介質(zhì)力學原理來計算地下結(jié)構(gòu)以及周圍地層的變形。不僅計算出襯砌結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，而且計算出周圍地層的應(yīng)力。充分體現(xiàn)了周圍地層與地下結(jié)構(gòu)的相互作用，但是由于周圍地層以及地層與結(jié)構(gòu)相互作用模擬的復雜性，地層結(jié)構(gòu)法尚處于發(fā)展階段。它包括如下內(nèi)容：地層合理化模擬，結(jié)構(gòu)模擬，施工過程模擬，以及施工過程中結(jié)構(gòu)與周圍地層的相互作用，地層與結(jié)構(gòu)相互作用的模擬等。

總之，地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計受到各種復雜因素的影響，經(jīng)驗往往占據(jù)一定的位置。即使內(nèi)力分析采用了比較嚴密的理論，其計算結(jié)果往往需要用經(jīng)驗類比加以判斷和補充。我們在設(shè)計地下結(jié)構(gòu)時只有同時進行多種設(shè)計方法的比較，才能做出較經(jīng)濟合理的設(shè)計。2100433B

1、 曲墻拱結(jié)構(gòu)—采用假定抗力圖形法

該結(jié)構(gòu)被簡化為主動荷載（垂直荷載大于側(cè)向荷載）及彈性抗力共同作用下，支承在彈性地基上的無鉸高拱。拱兩側(cè)彈性抗力按二次拋物線分布，最大抗力點為h點，值為σh。為了便于計算，可將基本結(jié)構(gòu)分解為在主動外荷載和單位抗力（被動荷載）作用下的兩個基本圖式，分別計算出相應(yīng)的截面內(nèi)力和位移值，接著用迭加原理求出襯砌截面的總內(nèi)力。具體步驟如下：

（1） 求出在主動荷載作用下襯砌截面的內(nèi)力。

（2） 求在單位被動荷載（單位抗力）作用下截面i所產(chǎn)生的內(nèi)力。

（3） 求最大抗力σh值。

（4） 求襯砌截面的總內(nèi)力。

2、 直墻拱結(jié)構(gòu)　該方法將拱圈和邊墻分開計算，將拱圈處理為彈性固定在邊墻上的無鉸平拱，邊墻處理為擱置在彈性地基上的直梁，在拱腳和墻頂連接處應(yīng)滿足力的平衡條件和變形連續(xù)條件。拱圈的彈性抗力的分布按“假定抗力圖形法”計算最大抗力點發(fā)生在墻頂。其值為σh。拱腳處抗力為σd，當Φ=75－90°時可把σd當作抗力最大值。邊墻底部視為彈性地基上的剛性梁，側(cè)面按其換算長度來確定為長梁（≥2.75），短梁（1—2.75），剛性梁（<1）。然后按初參數(shù)方程來計算墻頂截面位移及邊墻各截面的內(nèi)力。拱圈襯砌截面的內(nèi)力計算方法及步驟與曲墻式襯砌相同。

《地下結(jié)構(gòu)抗震》主要論述地下結(jié)構(gòu)震害及其特點、地下結(jié)構(gòu)抗震計算與設(shè)計方法、地下結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施等，具體包括地下結(jié)構(gòu)抗震概論、地下結(jié)構(gòu)震害、地震與地震區(qū)劃、地震作用下土的動力特性及土層動力響應(yīng)計算、土-結(jié)構(gòu)體系的動力相互作用、巖土中的應(yīng)力波、動力計算的邊界、地下結(jié)構(gòu)抗震計算方法、地下結(jié)構(gòu)抗震模型實驗以及抗震設(shè)計原則與構(gòu)造措施等?！兜叵陆Y(jié)構(gòu)抗震》包含了作者近年來在該領(lǐng)域內(nèi)的研究成果，并結(jié)合我國的工程實例介紹了地下結(jié)構(gòu)的抗震原理及其分析計算方法。

《地下結(jié)構(gòu)抗震》為高等院校土建專業(yè)及地下結(jié)構(gòu)專業(yè)高年級或相關(guān)專業(yè)的研究生教學使用，亦可供從事抗震工程的設(shè)計、研究人員參考。

第1章 抗浮設(shè)防水位

1．1 引言

1．2 抗浮設(shè)防水位

1．3 地下水浮力的計算

1．4 本章小結(jié)

第2章 抗浮設(shè)計

2．1 荷載分類

2．2 地下結(jié)構(gòu)抗浮計算

2．3 地下結(jié)構(gòu)抗浮穩(wěn)定性驗算

2．4 抗浮三階段設(shè)計理念

2．5 本章小結(jié)

第3章 地下結(jié)構(gòu)抗浮措施

3．1 概述

3．2 壓載抗浮技術(shù)

3．3 降排截水技術(shù)

3．4 抗拔樁技術(shù)

3．5 抗浮錨桿技術(shù)

3．6 新型抗浮樁技術(shù)的應(yīng)用

3．7 地鐵車站抗浮措施

3．8 本章小結(jié)

第4章 等截面抗拔樁承載力及變形計算

4．1 概述

4．2 等截面抗拔樁極限承載力的計算方法

4．3 抗拔樁單樁的變形計算

4．4 抗拔樁單樁承載力特性

4．5 抗拔樁群樁的極限承載力

4．6 抗拔樁荷載一位移曲線及極限承載力預測

4．7 本章小結(jié)

第5章 擴底抗拔樁承載力及變形計算

5．1 概述

5．2 擴底抗拔樁的破壞形態(tài)

5．3 擴底抗拔樁承載力的計算

5．4 擴底抗拔樁荷載一位移曲線

5．5 本章小結(jié)

第6章 擠擴支盤樁抗拔承載力

6．1 概述

6．2 DX抗拔樁有限元模型

6．3 DX樁抗拔性能

6．4 本章小結(jié)

第7章 嵌巖抗拔樁的承載力

7．1 概述

7．2 嵌巖樁抗拔極限承載力

7．3 抗拔樁嵌巖段的極限側(cè)摩阻力

7．4 灰色關(guān)聯(lián)分析

7．5 嵌巖抗拔樁三維非線性有限元分析

7．6 本章小結(jié)

第8章 抗拔樁極限側(cè)摩阻力試驗

8．1 抗拔樁驗收試驗統(tǒng)計

8．2 廣州地鐵6號線嵌巖抗拔樁試驗

8．3 太古匯嵌巖抗拔樁試驗

8．4 嵌巖擴底抗拔樁試驗

8．5 本章小結(jié)

第9章 抗浮錨桿極限承載力

9．1 概述

9．2 錨桿（索）擴孔鉆頭

9．3 抗浮錨桿的承載力計算方法

9．4 抗浮錨桿的破壞性試驗及承載力預測模型

9．5 抗浮錨桿的現(xiàn)場驗收試驗成果分析

9．6 砂漿或混凝土與巖石粘結(jié)強度統(tǒng)計分析

9．7 本章小結(jié)

第10章 廣州塔抗拔樁基礎(chǔ)設(shè)計

10．1 工程概況

10．2 作用在基礎(chǔ)上各種荷載組合及控制內(nèi)力

10．3 基礎(chǔ)選型

10．4 樁摩阻力試驗及設(shè)計參數(shù)選擇

10．5 抗拔樁基礎(chǔ)設(shè)計計算

10．6 本章小結(jié)

第11章 珠江新城中軸線地下空間抗拔基礎(chǔ)設(shè)計

11．1 工程概況

11．2 作用在基礎(chǔ)（底板）上各種荷載組合

11．3 基礎(chǔ)選型及設(shè)計參數(shù)

11．4 抗拔樁與錨桿設(shè)計及計算

11．5 抗拔樁與錨桿基本試驗及驗收試驗

11．6 本章小結(jié)

第12章 廣州軌道交通六號線如意坊站抗拔基礎(chǔ)設(shè)計

12．1 工程概況

12．2 作用在基礎(chǔ)（底板）上的荷載組合原則

12．3 抗拔樁基礎(chǔ)選型及設(shè)計參數(shù)

12．4 抗拔樁基礎(chǔ)設(shè)計與計算

12．5 本章小結(jié)

第13章 廣州軌道交通六號線文化公園站抗拔基礎(chǔ)設(shè)計

13．1 工程概況

13．2 作用在基礎(chǔ)（底板）上荷載組合原則

13．3 基礎(chǔ)選型及設(shè)計參數(shù)

13．4 抗拔樁設(shè)計

13．5 本章小結(jié)

附錄A 廣州市地下含水層分類及地下水位

A．1 自然地理條件

A．2 地下水的類型及其富水性劃分

A．3 廣州地區(qū)河流階地的分布及特征

A．4 地下水補給、徑流、排泄條件

A．5 廣州市地下水資源開采狀況對地下水位影響

A．6 廣州地區(qū)地下水化學特性及環(huán)境調(diào)查

參考文獻

本書為富有挑戰(zhàn)性地區(qū)建設(shè)能源地下結(jié)構(gòu)提供堅實基礎(chǔ)。 本書的目的是給讀者提供關(guān)于在一些區(qū)域已經(jīng)使用、且最新可獲得的能源地下結(jié)構(gòu)相關(guān)知識及設(shè)計程序的全面性綜述。本書分為三部分，每部分又劃為不同的章節(jié)，由該領(lǐng)域最睿智的工程技術(shù)人員與學者撰寫。第一部分描述能源地下結(jié)構(gòu)的物理模型，包括室內(nèi)試驗研究土體的熱力學行為、現(xiàn)場試驗、離心機模型試驗和小比尺模型試驗。第二部分包括能量樁、管道、橋梁基礎(chǔ)的數(shù)值模擬，且考慮了在不同氣候區(qū)域條件下能源地下結(jié)構(gòu)的使用功效。第三部分從能源地下結(jié)構(gòu)的傳播及巖土工程相關(guān)設(shè)計方法的發(fā)展角度，討論了其在實際工程中的應(yīng)用情況。