地下建筑空间结构设计理论与方法分析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/70,地下建筑规划与设计,主讲人：陈海明 博士,安徽理工大学土木与建筑学院,2009年10月14日,11/28/2024,1,第,8,章,地,地,下,下空,间,间结,构,构设,计,计,理,理论,与,与方,法,法,3/9/2023,2,提,纲,纲,8.1,地下,结,结构,分,分类,8.2,地下,结,结构,荷,荷载,8.3,地下,结,结构,计,计算,的,的力,学,学方,法,法,8.4,明挖,基,基坑,支,支护,桩,桩设,计,计,3/9/2023,3,第,8,章,地,地,下,下空,间,间结,构,构设,计,计,理,理论,与,与方,法,法,8.1,地下,结,结构,分,分类,8.2,地下,结,结构,荷,荷载,8.3,地下,结,结构,计,计算,的,的力,学,学方,法,法,8.4,明挖,基,基坑,支,支护,桩,桩设,计,计,3/9/2023,4,8.1,地下,结,结构,分,分类,8.1.1,按结,构,构形状划分,地下,空,空间,结,结构,可,可按,结,结构,形,形状,划,划分,为,为矩形,框,框架,结,结构、圆形,结,结构、拱与,直,直墙,拱,拱结,构,构、薄壳,结,结构、敞开,式,式结,构,构等。,3/9/2023,5,8.1.2,按,按土,质,质状,况,况划,分,分,地下,空,空间,的,的结,构,构按土质,状,状况可分,为,为土,层,层与,岩,岩层,地,地下,空,空间,结,结构,。,。,土层,结,结构即指,在,在土,壤,壤中,挖,挖掘,的,的结,构,构，岩层,结,结构指在,岩,岩石,中,中挖,掘,掘的,结,结构,。,。这,里,里不,含,含水,中,中结,构,构，,水,水中,结,结构,与,与岩,土,土中,结,结构,又,又有,较,较大,差,差别,，,，水,中,中结,构,构包,括,括江,河,河湖,海,海内,的,的水,下,下结,构,构，,但,但包,含,含水,底,底岩,土,土中,的,的结,构,构。岩石,结,结构中又,分,分为,喷,喷锚,结,结构,、,、半,衬,衬砌,结,结构,和,和厚,拱,拱薄,墙,墙结,构,构等,。,。,3/9/2023,6,8.1.3,按,按施,工,工方,法,法划,分,分,地下,空,空间,的,的结,构,构按施工,方,方法可划,分,分为,以,以下,几,几种,类,类型,：,：,敞开,式,式是指,直,直接,在,在地,面,面开,挖,挖所,建,建造,的,的地,下,下空,间,间建,筑,筑基,坑,坑，,在,在其,坑,坑内,建,建造,完,完工,程,程后,将,将土,回,回填,的,的一,种,种方,法,法，,基,基坑,边,边坡,可,可采,用,用放,坡,坡、,直,直立,或,或支,撑,撑的,形,形式,而,而防,止,止土,的,的塌,落,落。,暗挖,式,式常用,于,于在,土,土中,埋,埋深,较,较大,的,的情,况,况下,，,，通,过,过竖,井,井在,土,土中,进,进行,挖,挖掘,空,空间,而,而建,造,造的,结,结构,，,，此,种,种方,式,式又,称,称为矿山,法,法。,盾构,式,式是在,地,地下,采,采用,隧,隧道,掘,掘进,机,机进,行,行施,工,工的,一,一种,方,方法,，,，常,用,用圆,形,形，,顶,顶管,工,工具,头,头也,属,属盾,构,构范,畴,畴。,其,其特,点,点是,可,可穿,越,越海,底,底、,水,水底,等,等地,下,下修,建,建隧,道,道，,隐,隐蔽,、,、自,动,动化,与,与机,械,械化,程,程度,高,高，,劳,劳动,强,强度,低,低。,3/9/2023,7,8.1.3,按,按施,工,工方,法,法划,分,分,沉井,式,式是在,地,地面,预,预先,建,建造,好,好结,构,构，,然,然后,通,通过,在,在井,内,内不,断,断挖,土,土使,结,结构,借,借助,自,自重,克,克服,土,土摩,阻,阻力,不,不断,下,下沉,至,至设,计,计标,高,高的,一,一种,方,方法,，,，常,用,用于,桥,桥梁,墩,墩台,、,、大,型,型设,备,备基,础,础、,地,地下,仓,仓（,油,油）,库,库、,地,地下,车,车站,及,及国,防,防工,事,事等,地,地下,工,工程,的,的建,筑,筑施,工,工。,连续,墙,墙式是指,在,在施,工,工时,先,先分,段,段建,造,造两,条,条连,续,续墙,，,，然,后,后在,中,中间,挖,挖土,并,并由,底,底至,上,上建,造,造底,板,板、,楼,楼板,、,、顶,板,板及,内,内部,结,结构,的,的一,种,种施,工,工方,法,法。,沉箱,（,（管,）,）式是指,将,将预,制,制好,的,的结,构,构运,至,至预,定,定位,置,置，,并,并使,之,之下,沉,沉到,设,设计,标,标高,的,的施,工,工方,法,法。,3/9/2023,8,8.1.3,按,按,施,施,工,工,方,方,法,法,划,划,分,分,逆,作,作,式,式是,在,在,地,地,下,下,工,工,程,程,施,施,工,工,时,时,不,不,设,设,支,支,护,护,体,体,系,系,，,，,以,以,结,结,构,构,构,构,件,件,作,作,挡,挡,墙,墙,及,及,支,支,撑,撑,，,，,由,由,柱,柱,墙,墙,、,、,顶,顶,板,板,、,、,楼,楼,板,板,、,、,基,基,础,础,自,自,上,上,而,而,下,下,依,依,次,次,开,开,挖,挖,和,和,施,施,工,工,的,的,一,一,种,种,方,方,法,法,，,，,其,其,特,特,点,点,是,是,施,施,工,工,作,作,业,业,面,面,小,小,，,，,可,可,尽,尽,快,快,恢,恢,复,复,地,地,面,面,交,交,通,通,，,，,对,对,周,周,围,围,环,环,境,境,影,影,响,响,小,小,，,，,常,常,为,为,矩,矩,形,形,结,结,构,构,。,。,顶,管,管,（,（,箱,箱,）,）,式,式是,在,在,起,起,点,点,和,和,终,终,点,点,设,设,置,置,工,工,作,作,井,井,（,（,常,常,采,采,用,用,沉,沉,井,井,）,）,，,，,在,在,工,工,作,作,井,井,壁,壁,设,设,有,有,孔,孔,作,作,为,为,预,预,制,制,管,管,节,节,的,的,进,进,口,口,与,与,出,出,口,口,，,，,通,通,过,过,千,千,斤,斤,顶,顶,将,将,预,预,制,制,管,管,节,节,按,按,设,设,计,计,轴,轴,线,线,逐,逐,节,节,顶,顶,入,入,土,土,中,中,，,，,对,对,于,于,较,较,长,长,距,距,离,离,的,的,情,情,况,况,，,，,顶,顶,管,管,常,常,分,分,段,段,进,进,行,行,，,，,该,该,方,方,法,法,在,在,城,城,市,市,中,中,不,不,影,影,响,响,交,交,通,通,及,及,附,附,近,近,地,地,面,面,设,设,施,施,。,。,由,于,于,施,施,工,工,方,方,法,法,对,对,结,结,构,构,的,的,影,影,响,响,较,较,大,大,，,，,常,常,需,需,要,要,进,进,行,行,施,施,工,工,阶,阶,段,段,与,与,使,使,用,用,阶,阶,段,段,的,的,结,结,构,构,分,分,析,析,与,与,设,设,计,计,。,。,3/9/2023,9,8.1.4,按,按,与,与,地,地,面,面,建,建,筑,筑,的,的,关,关,系,系,划,划,分,分,城,市,市,建,建,设,设,中,中,大,大,部,部,分,分,地,地,面,面,建,建,筑,筑,带,带,有,有,地,地,下,下,建,建,筑,筑,，,，,这,这,种,种,地,地,面,面,地,地,下,下,相,相,连,连,的,的,地,地,下,下,建,建,筑,筑,称,称,为,为附,建,建,式,式,（,（,地,地,下,下,室,室,）,）,结,结,构,构，,反,反,之,之,称,称,为,为单,建,建,式,式,结,结,构,构。,目,前,前,，,，,我,我,国,国,建,建,设,设,的,的,多,多,层,层,建,建,筑,筑,大,大,多,多,建,建,有,有,地,地,下,下,室,室,，,，,高,高,层,层,建,建,筑,筑,则,则,必,必,须,须,建,建,有,有,地,地,下,下,建,建,筑,筑,。,。,3/9/2023,10,8.1.5,按,按,埋,埋,深,深,划,划,分,分,根,据,据,地,地,下,下,空,空,间,间,结,结,构,构,在,在,土,土,中,中,的,的埋,深,深分,为,为浅,埋,埋与深,埋,埋,地,地,下,下,结,结,构,构。,深,浅,浅,的,的,定,定,义,义,较,较,为,为,模,模,糊,糊,，,，,较,较,为,为,不,不,严,严,格,格,的,的,概,概,念,念,认,认,为,为,，,，,地,地,下,下,空,空,间,间,开,开,发,发,深,深,度,度,分,分,为,为浅,层,层（,10m,）,）,、,、次,浅,浅,层,层（1030m,）,）,、,、次,深,深,层,层（3050m,）,）,、,、深,层,层（,50m,）,）,。,。,深,深,埋,埋,与,与,浅,浅,埋,埋,的,的,界,界,限,限,是,是,十,十,分,分,必,必,要,要,的,的,，,，,但,但,我,我,国,国,目,目,前,前,还,还,没,没,有,有,统,统,一,一,的,的,划,划,分,分,方,方,法,法,。,。,3/9/2023,11,第,8,章,地,地,下,下,空,空,间,间,结,结,构,构,设,设,计,计,理,理,论,论,与,与,方,方,法,法,8.1,地,下,下,结,结,构,构,分,分,类,类,8.2,地,下,下,结,结,构,构,荷,荷,载,载,8.3,地,下,下,结,结,构,构,计,计,算,算,的,的,力,力,学,学,方,方,法,法,8.4,明,挖,挖,基,基,坑,坑,支,支,护,护,桩,桩,设,设,计,计,3/9/2023,12,8.2,地,地,下,下,结,结,构,构,荷,荷,载,载,8.2.1,地,下,下,结,结,构,构,荷,荷,载,载,的,的,分,分,类,类,及,及,其,其,组,组,合,合,地,下,下,结,结,构,构,所,所,承,承,受,受,的,的,荷,荷,载,载,，,，,按,按,其,其作,用,用,特,特,点,点及,使,使,用,用,中,中,可,可,能,能,出,出,现,现,的,的,情,情,况,况,分,分,为,为,以,以,下,下,三,三,类,类,，,，,即,即,永,永,久,久,（,（,主,主,要,要,）,）,荷,荷,载,载,、,、,可,可,变,变,（,（,附,附,加,加,）,）,荷,荷,载,载,和,和,偶,偶,然,然,（,（,特,特,殊,殊,）,）,荷,荷,载,载,。,。,永,久,久,（,（,主,主,要,要,）,）,荷,荷,载,载,也,称,称,为,为长,期,期,作,作,用,用,恒,恒,载,载，,主,主,要,要,包,包,括,括,结,结,构,构自,重,重、回,填,填,土,土,层,层,重,重,量,量、围,岩,岩,压,压,力,力、弹,性,性,抗,抗,力,力、静,水,水,压,压,力,力,（,（,含,含,浮,浮,力,力,）,）、混,凝,凝,土,土,收,收,缩,缩,和,和,徐,徐,变,变,影,影,响,响,力,力、预,加,加,应,应,力,力及设,备,备,自,自,重,重等,。,。,围,围,岩,岩,压,压,力,力,和,和,结,结,构,构,自,自,重,重,是,是,衬,衬,砌,砌,承,承,受,受,的,的,主,主,要,要,静,静,荷,荷,载,载,，,，,弹,弹,性,性,抗,抗,力,力,是,是,地,地,下,下,结,结,构,构,所,所,特,特,有,有,的,的,一,一,种,种,被,被,动,动,荷,荷,载,载,。,。,3/9/2023,13,8.2.1 地下,结,结构荷载,的,的分类及,其,其组合,可变（附,加,加）荷载,又分为基本可变,荷,荷载和其他可变,荷,荷载两类。基本可变,荷,荷载，即长期,的,的、经常,作,作用的变,化,化荷载，,如,如吊车荷,载,载，设备,重,重量，地,下,下储油库,的,的油压力,，,，车辆、,人,人群荷载,等,等。其他可变,荷,荷载，即非经,常,常作用的,变,变化荷载,，,，如温度,变,变化、施,工,工荷载（,施,施工机具,，,，盾构千,斤,斤顶推力,，,，注浆压,力,力）等。,偶然（特,殊,殊）荷载,指偶然发,生,生的荷载,，,，如地震,力,力或战时,发,发生的武,器,器爆炸冲,击,击动荷载,。,。,3/9/2023,14,8.2.1 地下,结,结构荷载,的,的分类及,其,其组合,对于一个,特,特定的地,下,下结构，,上,上述几种,荷,荷载不一,定,定同时存,在,在，设计,中,中应根据,荷,荷载实际,可,可能出现,的,的情况进,行,行组合。,所谓荷载组合，是指将,可,可能同时,出,出现在地,下,下结构上,的,的荷载进,行,行编组，,取,取其最不利组,合,合作为设计荷载，以最危险截,面,面中最大,内,内力值作为设计依据。,我国公路,和,和铁路隧,道,道设计规,范,范中给出,的,的永久、,可,可变及偶,然,然荷载参,见,见表8.1和表8.2。,3/9/2023,15,8.2.2 围岩,压,压力分类,8.2.2,.,1 围岩,压,压力及其,影,影响因素,3/9/2023,16,8.2.2.1,围,围岩压力,及,及其影响,因,因素,围岩压力,的,的概念,围岩压力是指引起,地,地下开挖,空,空间周围,岩,岩体和支,护,护变形、,破,破坏的作,用,用力，它,包,包括由地,应,应力（即,原,原岩应力,）,）引起的,围,围岩应力,以,以及围岩,变,变形受阻,而,而作用在,支,支护结构,上,上的总作,用,用力。围,岩,岩压力也,称,称为地压。由围岩,压,压力引起,的,的围岩与,支,支护的变,形,形、流动,和,和破坏等,现,现象称为围岩压力,显,显现或地压显现。,从广义上理解，,围,围岩压力,既,既包括围,岩,岩有支护,情,情况，也,包,包括无支,护,护情况；,既,既包括在,普,普通的传,统,统支护上,所,所显示的,性,性态，也,包,包括在锚,喷,喷和压力,注,注浆等现,代,代支护方,法,法中所显,示,示的性态,。,。从狭义上理解，,围,围岩压力,是,是指围岩,作,作用在衬,砌,砌上的压,力,力。,3/9/2023,17,8.2.2.1,围,围岩压力,及,及其影响,因,因素,围岩压力,的,的概念,由于围岩,压,压力是围,岩,岩的变形,或,或破坏造,成,成的，其,大,大小和分,布,布与导致,围,围岩变形,或,或破坏的,诸,诸多因素,有,有关。事,实,实上，围,岩,岩压力和,支,支护结构,本,本来是一,对,对相互作,用,用和动态,协,协调变化,的,的“作用体”，完全,用,用结构工,程,程中的压,力,力或荷载,概,概念来理,解,解，是不,尽,尽合理的,。,。但是，,为,为了采用,结,结构力学,方,方法进行,地,地下结构,设,设计，仍,要,要明确“,压,压力”或,“,“荷载”,的,的概念，,否,否则将无,法,法进行计,算,算。,3/9/2023,18,8.2.2.1,围,围岩压力,及,及其影响,因,因素,影响围岩,压,压力的因,素,素,影响围岩,压,压力的因,素,素基本上,与,与围岩分,类,类因素大,致,致相同，,如,如岩体结构、岩石强度、地下水、洞室跨度、形状、支护类型,与,与刚度、施工方法、洞室埋置深度和支护时机等因素。,3/9/2023,19,8.2.2.2,围,围岩压力,分,分类,概述,围岩压力,是,是地下衬,砌,砌结构设,计,计中的主要荷载之一。围,岩,岩压力的,研,研究最早,开,开始于14世纪，,当,当时用来,研,研究地下,采,采矿工程,中,中出现的,一,一系列问,题,题，如地,层,层移动、,地,地表沉陷,及,及坑道支,撑,撑等。以,后,后，随着,采,采矿事业,和,和其他地,下,下工程的,发,发展，围,岩,岩压力的,研,研究也相,应,应得到发,展,展。目前,，,，它已成,为,为岩体力,学,学研究极,为,为重要的,内,内容。目,前,前应用较,广,广的分类,是,是把围岩,压,压力分成松动压力、变形压力、冲击压力和膨胀压力四大类。,3/9/2023,20,8.2.2.2,围,围岩压力,分,分类,松动压力,由于开挖,导,导致围岩,松,松动或塌,落,落的岩体,以,以重力的,形,形式直接,作,作用在支,护,护上的压,力,力称为松动压力。这种压,力,力表现为,荷,荷载的特,有,有形式：,顶,顶压大，,侧,侧压小。,松动压力,通,通常由下,述,述三种情,况,况形成：,（,1,）在整体,稳,稳定的岩,体,体中，可,能,能出现个,别,别松动掉,块,块的岩石,对,对支护造,成,成的落石,压,压力；,（,2,）在松散,软,软弱的岩,体,体中，隧,道,道顶部和,两,两侧片帮,冒,冒落对支,护,护造成的,散,散体压力,；,；,（,3,）在节理,发,发育的裂,隙,隙岩体中,，,，围岩某,些,些部位的,岩,岩体沿弱,面,面发生剪,切,切破坏或,拉,拉坏，形,成,成了局部,塌,塌落松动,压,压力。,造成松动,压,压力的因素很多，如,围,围岩地质,条,条件、岩,体,体破碎程,度,度、开挖,施,施工方法,、,、爆破作,用,用、支护,不,不及时、,回,回填密实,程,程度、洞,形,形和支护,形,形式等。,而,而岩体破,碎,碎与临空,面,面不利组,合,合所构成,的,的不稳定,岩,岩体也容,易,易造成松,动,动压力。,3/9/2023,21,8.2.2.2 围岩压力,分,分类,变形压力,松动压力是以重力形式,直,直接作用在支,护,护上的，而变形压力则是由于围岩,变,变形受到支护,的,的抑制产生的,。,。所以变形压,力,力除与围岩应,力,力有关外，还,与,与支护时机和,支,支护刚度密切,相,相关。按其成,因,因可进一步分,为,为下述几种情,况,况：,（,1,）弹性变形压力,当采用紧跟开,挖,挖面进行支护,的,的施工法时，,由,由于存在着开,挖,挖面的“空间,效,效应”而使支,护,护受到一部分,围,围岩的弹性变,形,形作用，由此,而,而形成的变形,压,压力称为弹性,变,变形压力。,（,2,）塑性变形压,力,力,由于围岩塑性,变,变形（有时还,包,包括一部分弹,性,性变形）而使,支,支护受到的压,力,力称为塑性变,形,形压力，这是,最,最常见的一种,围,围岩变形压力,。,。,（,3,）流变压力,围岩产生显著,的,的随时间增长,而,而增加的变形,或,或蠕变。压力,是,是由岩体的蠕,变,变变形引起的,，,，有显著的时,间,间效应，它能,使,使围岩鼓出、,闭,闭合，甚至完,全,全封闭。,变形压力主要,是,是围岩变形的,根,根本所在，所,以,以变形压力的,大,大小，既决定,于,于原岩应力的,大,大小和岩体的,力,力学性质，也,决,决定于支护结,构,构刚度和支护,的,的时间。,3/9/2023,22,8.2.2.2 围岩压力,分,分类,膨胀压力,含有某些膨胀,矿,矿物的岩体具,有,有吸水膨胀崩,解,解的特性，这,种,种由于围岩膨,胀,胀变形引起的,压,压力称为膨胀压力。围岩吸水膨,胀,胀、体积增大,，,，既有物理性,质,质，也有化学,性,性质。膨胀压,力,力与变形压力,的,的根本区别在,于,于围岩变形是,由,由吸水膨胀引,起,起的。岩体膨,胀,胀性，主要决,定,定于其蒙脱石、伊利石和高岭土的含量。同时,，,，还依赖于外,界,界水的渗入和,地,地下水的活动,特,特征。岩层中,蒙,蒙脱石含量越,高,高，有水源供,给,给，膨胀性也,就,就越显著。,3/9/2023,23,8.2.2.2 围岩压力,分,分类,冲击压力,冲击压力又称岩爆，它是在工程,开,开挖过程中，,围,围岩积累了大,量,量的弹性变形能。在外界扰动,下,下突然释放所,产,产生的压力。,由,由于冲击压力,是,是岩体能量的,积,积累与释放，,所,所以它与岩体,弹,弹性特性紧密,相,相关。弹性模,量,量较大的岩体,在,在高地应力的,作,作用下，易于,积,积累大量的弹,性,性变形能，一,旦,旦遇到适宜条,件,件，就会突然,猛,猛烈地大量释,放,放。,3/9/2023,24,8.2.3,深,深埋和浅埋地,下,下结构的判断,因围岩压力的,计,计算有不同的,模,模式，要确定,围,围岩压力，首,先,先要区分深埋,和,和浅埋隧道（,地,地下结构）。,对,对于公路隧道而言，可以按,照,照经典围岩压,力,力理论、地质,条,条件、施工方,法,法等因素综合,判,判定埋深的界,限,限：,式中,H,p,深埋,与,与浅埋隧道,分,分界深度；,h,p,荷载,等,等效高度，,h,p,=,q,/,；,q,深埋,隧,隧道垂直均,布,布压力（kN/m,2,）；,围岩,重,重度（kN/m,3,）。,3/9/2023,25,8.2.3,深,深埋和浅,埋,埋地下结构,的,的判断,在矿山法施,工,工的条件下,，,，,类围岩取,H,p,=2.5,h,p,；,类围岩取,H,p,=2.0,h,p,。,对于铁路隧,道,道而言，隧,道,道覆盖厚度,小,小于表,8.3,所列数值时,为,为浅埋隧道,。,。,3/9/2023,26,8.2.4,深,深埋结构,围,围岩松动压,力,力的计算,8.2.4.1 ,铁路隧道设,计,计规范,所推荐的方,法,法,铁路隧道设,计,计规范,（,TB 100032005,）的方法,根据以往铁,路,路隧道的坍,方,方资料统计,所,所反映的围,岩,岩松动范围,的,的大小，通,过,过对坍方资,料,料的统计分,析,析获得围岩,松,松动压力的经验估算公,式,式。当然，塌,方,方资料的背,景,景不同或统,计,计分析的前,提,提假定不同,，,，所得经验,公,公式也不同,。,。例如，对,于,于在不产生,显,显著偏压力,及,及膨胀性压,力,力的围岩中,用,用钻爆法开,挖,挖的、高跨,比,比小于,1.7,的隧道，经,过,过对,417,个塌方数据,库,库的统计与,回,回归，可以,得,得到铁路双,线,线隧道围岩,竖,竖向均布松,动,动压力的计,算,算表达式为,3/9/2023,27,8.2.4,深,深埋结构,围,围岩松动压,力,力的计算,8.2.4.2 普氏,理,理论,普氏理论假,定,定围岩为松,散,散体（岩体,不,不同程度地,被,被节理、裂,隙,隙等软弱结,构,构面所切割,）,），是一种,基,基于天然拱,概,概念的围岩,压,压力理论，,即,即围岩的垂,直,直均布压力,为,为,适用范围：普氏理论,一,一般对松散,、,、破碎围岩,较,较适用。在,松,松软地层（,如,如淤泥、软,黏,黏土等）中,或,或结构埋深,太,太浅，不能,使,使用普氏理,论,论。,3/9/2023,28,8.2.4,深,深埋结构,围,围岩松动压,力,力的计算,8.2.4.2 太沙,基,基理论,太沙基理论,也,也把洞室围,岩,岩看作松散,体,体；但没有,天,天然拱的概,念,念，而是在,假,假定洞室上,方,方岩体变形,形,形态的基础,上,上按平衡条,件,件推导出围,岩,岩压力的计,算,算表达式。,假定：洞,室,室上方岩体,因,因洞室变形,而,而下沉，产,生,生错动面OAB和OAB,；竖向压,应,应力,v,是均布的，,且,且侧向压应,力,力,（,（,k,为侧压力系,数,数）。,3/9/2023,29,8.2.5,浅,浅埋结构,围,围岩松动压,力,力的计算,一般来说，,对,对于埋深较,浅,浅的洞室（,如,如山岭铁路,或,或公路隧道,的,的洞口地段,、,、明挖或暗,挖,挖的浅埋地,铁,铁车站和区,间,间隧道等）,，,，开挖会引,起,起整个上覆,地,地层的变位,，,，如果不及,时,时支撑，地,层,层就会大量,变,变形和塌落,，,，波及地表,而,而形成一个,沉,沉陷区。参,照,照图8.5,，,，按平衡条,件,件可得,松动围岩压,力,力=支护结,构,构反力=滑,动,动岩体的重,力,力-滑移面,上,上的摩擦阻,力,力,式中滑移面,上,上的摩擦阻,力,力与具体的,埋,埋深情况有,关,关。,3/9/2023,30,8.2.,6,围岩弹性抗,力,力,前面所讲的,松,松动围岩压,力,力，如结构,自,自重等均属,主,主动荷载。,地,地下结构除,承,承受主动荷,载,载作用外，,还,还承受一种,被,被动荷载，,即,即围岩的弹,性,性抗力。,结构在主动,荷,荷载作用下,要,要产生变形,，,，如图,8.6,所示的曲墙,拱,拱形结构，,在,在主动荷载,（,（垂直荷载,大,大于水平荷,载,载）作用下,，,，产生的变,形,形如虚线所,示,示。在拱顶,，,，其变形背,向,向地层，在,此,此区域内围,岩,岩对结构不,产,产生约束作,用,用，所以称,为,为“脱离区,”,”，而在靠,近,近拱脚和边,墙,墙的部位，,结,结构产生压,向,向地层的变,形,形。由于结,构,构与围岩紧,密,密接触，围,岩,岩将制止结,构,构的变形，,从,从而产生了,对,对结构的反,作,作用力，对,这,这个反作用,力,力习惯上称,“,“弹性抗力”。因此，围岩的弹性,抗,抗力是在主动荷,载,载作用下，,衬,衬砌向围岩,方,方向的变形,而,而引起的围,岩,岩被动力。,弹,弹性抗力作,用,用的范围称,为,为“抗力区,”,”。,3/9/2023,31,8.2.,6,围岩弹性抗,力,力,围岩弹性抗,力,力的存在是,地,地下结构区,别,别于地面结,构,构的显著特,点,点之一。因,为,为，地面结,构,构在外力作,用,用下，可以,自,自由变形不,受,受外界的约,束,束，而地下,结,结构在外力,作,作用下，其,变,变形要受围,岩,岩的约束。,所,所以，地下,结,结构设计必,须,须考虑结构,与,与围岩之间,的,的相互作用,，,，这使得地,下,下结构设计,与,与计算变得,复,复杂，但这,只,只是问题的一个方面；另一方面，由于围岩,弹,弹性抗力的,存,存在，限制,了,了结构的变,形,形，以致结,构,构的受力条,件,件得以改善,，,，使其变形,小,小而承载能,力,力有所增加,。,。,3/9/2023,32,8.2.,6,围岩弹性抗力,因为弹性抗力是,由,由结构与围岩的,相,相互作用产生的,，,，所以弹性抗力,的,的大小和分布规,律,律不仅决定结构,的,的变形，还与围,岩,岩的物理力学性,质,质有着密切的关,系,系。,如何确定弹性抗,力,力的大小和其作,用,用范围（抗力区,）,），目前有两种,理,理论：一种是局部变形理论，认为弹性地基,（,（围岩）某点上,施,施加的外力只会,引,引起该点的沉陷,；,；另一种是共同变形理论，即认为弹性地,基,基上的一点的外,力,力，不仅引起该,点,点发生沉陷，而,且,且还会引起附近,一,一定范围的地基,发,发生沉陷。后一,种,种理论较为合理,，,，但由于局部变,形,形理论计算较为,简,简单，且一般能,够,够满足工程精度,要,要求，所以目前,多,多采用局部变形,理,理论计算弹性抗,力,力。,3/9/2023,33,第,8,章 地下空间,结,结构设计理论与,方,方法,8.1,地下结构分类,8.2,地下结构荷载,8.3,地下结构计算的,力,力学方法,8.4,明挖基坑支护桩,设,设计,3/9/2023,34,8.3 地下结,构,构计算的力学方,法,法,8.3.1 地,下,下结构内力计算,力,力学模型,关于地下结构的,内,内力计算，目前,有,有两种不同的设,计,计理念，一种认为围岩的作用,只,只是向结构施加,荷,荷载，而结构的,作,作用只是承受荷,载,载；另一种则认为围岩既是,荷,荷载又有承载能,力,力，而结构的作,用,用是调整围岩从,而,而与之共同维持,洞,洞室的稳定性。,相,相应地，地下结,构,构的内力计算模,型,型可以划分为如,下,下两种类型：,荷载-结构模型,认为围岩对支护,结,结构的作用只是,产,产生作用在结构,上,上的荷载（包括,主,主动的围岩压力,和,和被动的弹性抗,力,力），以计算支,护,护结构在荷载作,用,用下产生的内力,和,和变形的方法称,为,为荷载-结构法。,3/9/2023,35,8.3.1 地,下,下结构内力计算,力,力学模型,荷载-结构模型,荷载-结构模型,只,只适用于浅埋情况及围,岩,岩塌落而出现松,动,动压力的情况。,3/9/2023,36,8.3.1 地,下,下结构内力计算,力,力学模型,荷载-结构模型,荷载-结构模型,还,还可按荷载不同,细,细分成如下几种,模,模式：,（1）主动荷载,模,模型。,（2）主动荷载+被动荷载模型,。,。,（3）量测压力,模,模型。,3/9/2023,37,8.3.1 地,下,下结构内力计算,力,力学模型,地层结构模型,主要用于由于围,岩,岩变形而引起的,压,压力，压力值必,须,须通过支护结构,与,与围岩共同作用,而,而求得，这是反,映,映当前现代支护,结,结构原理的一种,计,计算方法，需采,用,用岩石力学方法,进,进行计算。,3/9/2023,38,8.3.1 地,下,下结构内力计算,力,力学模型,地层结构模型,计算方法通常有数值解法和解析解法两类。,数值解法是把围岩视作弹,塑,塑性体或黏弹塑,性,性体，并与支护,一,一起采用有限元,或,或边界元数值法,求,求解。数值解法,可,可以直接算出围,岩,岩与支护的应力,和,和变形状态，以,判,判断围岩是否失,稳,稳和支护是否破,坏,坏。数值解法往,往,往有多种功能，,能,能考虑岩体中的,节,节理裂隙、层面,、,、地下水渗流及,岩,岩体膨胀性等影,响,响，是目前理论,计,计算法中的主要,方,方法。,3/9/2023,39,8.3.1 地,下,下结构内力计算,力,力学模型,地层结构模型,计算方法通常有数值解法和解析解法两类。,解析解法主要适用于一些,简,简单情况下，以,及,及某些简化情况,下,下的近似计算。,目,目前，国内外这,类,类方法已经很多,，,，一般可概括成,如,如下几种：,（1）支护结构,体,体系与围岩共同,作,作用的解析解法。利用围岩与支,护,护衬砌之间的位,移,移协调条件，得,简,简单洞形（如圆,形,形）条件下围岩,与,与衬砌结构的弹,性,性、弹塑性及黏,弹,弹性解。,3/9/2023,40,8.3.1 地,下,下结构内力计算,力,力学模型,地层结构模型,计算方法通常有数值解法和解析解法两类。,解析解法,（2）收敛-约,束,束法或特征曲线,法,法。原理：按弹塑-黏性,理,理论等推导公式,后,后，再以洞周位,移,移为横坐标、支,护,护反力为纵坐标,的,的坐标平面内绘,出,出表示围岩受力,变,变形特征的洞周,收,收敛线，并按结,构,构力学原理在同,一,一坐标平面内绘,出,出表示支护结构,受,受力变形特征的,支,支护限制线，得,出,出以上两条曲线,的,的交点，根据交,点,点处表示的支护,抗,抗力值进行支护,结,结构设计。,3/9/2023,41,8.3.1,地,地下结,构,构内力,计,计算力,学,学模型,地层结,构,构模型,解析解,法,法,（3）,剪,剪切滑,移,移楔体,法,法。基于Robcewicz提出的,“,“剪切破,坏,坏理论”。该,理,理论认,为,为，围,岩,岩稳定,性,性的丧,失,失，主,要,要发生,在,在洞室,与,与主应,力,力方向,垂,垂直的,两,两侧，,并,并形成,剪,剪切滑,移,移楔体,。,。由于,地,地下洞,室,室开挖,在,在侧压,系,系数,1的,条,条件下,，,，岩体,的,的破坏,过,过程如,图,图8.11所,示,示。首,先,先两侧,壁,壁的楔,形,形岩块,由,由于剪,切,切而分,离,离，并,向,向洞内,移,移动（,图,图8.11a,）,），而,后,后，上,部,部和下,部,部岩体,由,由于楔,形,形岩块,滑,滑移造,成,成跨度,加,加大，,上,上下岩,体,体向洞,内,内挠曲,（,（图8.11b），,甚,甚至移,动,动（图8.11c）,。,。支护,结,结构的,设,设计按,照,照由锚,杆,杆、喷,射,射混凝,土,土及钢,拱,拱架提,供,供的支,护,护抗力,与,与塑性,滑,滑移楔,体,体的滑,移,移力达,成,成平衡,这,这一条,件,件进行,。,。,3/9/2023,42,8.3.2,荷,荷载,结,结构,计,计算,方,方式,8.3.2.1,拱形,结,结构,曲墙,拱,拱结,构,构,曲墙,拱,拱衬,砌,砌属,超,超静,定,定结,构,构，,计,计算,方,方法,采,采用,“,“假定,抗,抗力,法,法”。,即,即朱,拉,拉波,夫,夫,-,布加,也,也娃,法,法，,也,也称,朱,朱,-,布法,。,。,（,1,）考,虑,虑土,层,层弹,性,性抗,力,力及,其,其分,布,布,曲墙,拱,拱型,结,结构,在,在竖,向,向荷,载,载及,侧,侧向,水,水平,荷,荷载,（,（土,层,层压,力,力）,的,的作,用,用下,，,，结,构,构拱,顶,顶部,向,向内,产,产生,变,变形,，,，曲,墙,墙向,外,外侧,变,变形,，,，曲,墙,墙的,变,变形,使,使土,体,体产,生,生变,形,形，,土,土体,变,变形,达,达到,一,一定,程,程度,即,即出,现,现土,体,体抵,抗,抗侧,墙,墙的,继,继续,变,变形,，,，对,侧,侧墙,变,变形,的,的抵,抗,抗作,用,用即,称,称为,土,土体,对,对结,构,构的,弹,弹性,抗,抗力,。,。,3/9/2023,43,8.3.2,荷,荷载,结,结构,计,计算,方,方式,8.3.2.1,拱,拱形,结,结构,曲墙,拱,拱结,构,构,（2,）,）计,算,算简,图,图,有垂直,土,土层,压,压力,q,，侧向,水,水平,压,压力,e,+,e,，拱,脚,脚弹,性,性固,定,定两,侧,侧受,地,地层,约,约束,的,的无铰,拱,拱，荷,载,载与,结,结构,对,对称,。,。,3/9/2023,44,8.3.2,荷,荷载,结,结构,计,计算,方,方式,8.3.2.1,拱,拱形,结,结构,曲墙,拱,拱结,构,构,（3,）,）计,算,算步,骤,骤,求主,动,动荷,载,载作,用,用下,结,结构,内,内力,求,b,=1,时,时的,求最,大,大抗,力,力,计算,各,各截,面,面最,终,终内,力,力值,计算,的,的校,核,核,3/9/2023,45,8.3.2.1,拱,拱形,结,结构,曲墙,拱,拱结,构,构,该方,法,法是,将,将衬,砌,砌结,构,构的,边,边墙,看,看作,搁,搁置,于,于弹,性,性地,基,基上,的,的曲,梁,梁或,直,直梁,，,，弹,性,性地,基,基按,文,文克,尔,尔计,算,算方,法,法。,当,当曲,墙,墙的,曲,曲率,是,是常,数,数或,直,直墙,时,时，,可,可采,用,用初,参,参数,法,法求,解,解。,一,一般,直,直墙,式,式衬,砌,砌的,直,直边,墙,墙采,用,用此,法,法求,解,解。,计算,图,图式,将拱,圈,圈和,梁,梁分,开,开计,算,算，,将,将拱,圈,圈处,理,理为,弹,弹性,固,固定,在,在边,墙,墙顶,上,上的,无,无铰,平,平拱,，,，边,墙,墙处,理,理为,搁,搁置,在,在弹,性,性地,基,基上,的,的直,梁,梁。,在,在拱,脚,脚和,墙,墙顶,连,连接,处,处应,满,满足,力,力的,平,平衡,条,条件,和,和变,形,形连,续,续条,件,件。,拱,拱脚,d,处除,有,有转,角,角和,垂,垂直,位,位移,外,外，,还,还有,水,水平,位,位移,。,。在,结,结构,和,和荷,载,载对,称,称的,条,条件,下,下，,垂,垂直,位,位移,对,对拱,圈,圈结,构,构内,力,力无,影,影响,，,，可,以,以不,计,计。,3/9/2023,46,8.3.2.2,圆,圆形,结,结构,整体,式,式圆,形,形结,构,构,（1,）,）自,由,由变,形,形圆,环,环法,当整,体,体式,圆,圆管,结,结构,修,修建,在,在松,软,软地,层,层中,，,，地,层,层对,结,结构,的,的弹,性,性抗,力,力很,小,小，,故,故假,定,定结,构,构可,以,以自,由,由变,形,形，,地,地基,反,反力,沿,沿环,的,的水,平,平投,影,影为,均,均匀,分,分布,，,，计,算,算图,式,式如,图,图8.17所,示,示。,3/9/2023,47,8.3.2.2,圆,圆形,结,结构,整体,式,式圆,形,形结,构,构,（2,）,）假,定,定抗,力,力图,法,法,衬砌,机,机构,在,在竖,向,向荷,载,载作,用,用下,，,，产,生,生向,地,地层,方,方向,的,的变,形,形，,从,从而,引,引起,弹,弹性,抗,抗力,。,。对,于,于圆,管,管结,构,构，,弹,弹性,抗,抗力,的,的分,布,布规,律,律，,可,可根,据,据已,有,有的,实,实践,经,经验,假,假定,给,给出,。,。计,算,算图,式,式如,图,图8.18所,示,示。,3/9/2023,48,8.3.2.2,圆,圆形结构,装配式圆,形,形结构,装配式圆,管,管结构，,应,应根据管,片,片或砌块,间,间连接构,造,造以及所,采,采用的施,工,工方法，,确,确定相应,的,的计算方,法,法。当组,成,成圆管结,构,构的管片,或,或砌块在,环,环向采用,如,如图8.19所示,的,的连接构,造,造，而接,头,头能传递,全,全部内力,时,时（实际,上,上是不可,能,能传递全,部,部内力的,，,，而只能,传,传递部分,内,内力，故,应,应把接头,当,当作传递,一,一定内力,的,的弹性铰,，,，按弹性,铰,铰接圆环,进,进行结构,计,计算），,可,可按整体,均,均质圆环,计,计算；而,当,当管片或,砌,砌块采用,如,如图8.20（砌,块,块端为圆,柱,柱形接头,）,）或图8.21所,示,示的连接,构,构造时，,应,应按多铰,圆,圆环计算,，,，其计算,图,图式如图8.22,所,所示,。,3/9/2023,49,8.3.2.3,框,框架结构,地下铁道,的,的通道、,车,车站或地,下,下厂房，,承,承受地层,的,的竖向压,力,力和水平,压,压力以及,车,车辆等荷,载,载，可视,为,为平面变,形,形问题，,沿,沿纵向取,单,单位宽度,，,，按闭合,框,框架计算,其,其结构内,力,力。由于,底,底板与地,基,基之间有,摩,摩擦力，,故,故可认为,底,底板不能,沿,沿水平方,向,向运动。,地,地下铁道,通,通道的计,算,算简图如,图,图8.27所示。,3/9/2023,50,8.3.3 地层,结,结构计算,方,方法,8.3.3.1,地层的初,始,始应力状,态,态,地层结构,法,法认为，,地,地下空间,的,的结构体,系,系是由围,岩,岩和支护,共,共同组成,的,的，围岩,既,既是荷载,的,的来源，,又,又是承载,体,体系的一,部,部分。从,地,地层的初,始,始应力状,态,态出发，,地,地层结构,法,法采用固,体,体力学方,法,法计算开,挖,挖和支护,对,对围岩应,力,力和位移,场,场的作用,，,，而支护,结,结构的内,力,力和变形,只,只是整个围岩-结,构,构体系计算结果,中,中的一部,分,分。,地层的初,始,始应力场,与,与地层的,结,结构、性,质,质、埋藏,条,条件及地,质,质构造运,动,动历史等因素有关，可,以,以划分成自重应力,场,场和构造应力,场,场两个部分,。,。前者是,地,地层自重,产,产生的应,力,力，后者,代,代表过去,和,和当前地,质,质构造运,动,动（包括,褶,褶曲、断,裂,裂、层间,错,错动、地,壳,壳升降、,板,板块运动,等,等）所引,发,发的应力,（,（分别称,为,为残余构,造,造应力和,新,新构造应,力,力）。,3/9/2023,51,8.3.3.1,地,地层的初,始,始应力状,态,态,在以自重,应,应力为主,的,的地层中,，,，当地表,为,为水平面,、,、地层为,均,均质各向,同,同性时，,深,深度为,h,处自重应,力,力的垂直,和,和水平分,量,量可以分,别,别表示为,如果地层,是,是水平成,层,层分布的,，,，自重应,力,力的大小,可,可以分层,总,总和而得,。,。,3/9/2023,52,8.3.3.2,开,开挖的模,拟,拟与围岩,二,二次应力,场,场,围岩二次,应,应力状态,分,分析是地,层,层结构法,的,的关键步,骤,骤,。,地下开挖,使,使地层出,现,现了新临,空,空面和该,临,临空面上,地,地层应力,的,的释放，,破,破坏了地,层,层的初始,应,应力平衡,，,，引起地层应力,的,的重新分,布,布。在这个,时,时间过程,中,中，地层,应,应力是连,续,续变化的,，,，特别地,，,，洞室开,挖,挖后在未,加,加支护的,情,情况下，,地,地层应力,所,所达到的,新,新的相对,平,平衡称为围岩的二,次,次应力状,态,态。二次应,力,力的发展,与,与稳定受,到,到自然因,素,素和工程因素的影响：围岩,组,组成、结,构,构、性质,、,、初始应,力,力状态等,；,；开挖,手,手段和方,法,法，洞室,的,的位置、,大,大小和形,状,状及其与,围,围岩结构,的,的相对关,系,系等。,3/9/2023,53,8.3.3.2,开,开挖的模,拟,拟与围岩,二,二次应力,场,场,一般来说,，,，二次应,力,力场是三,维,维场。,3/9/2023,54,8.3.3.2,开,开挖的模,拟,拟与围岩,二,二次应力,场,场,用初始应,力,力释放的,办,办法通过,固,固体力学,计,计算确定,。,。在围岩,材,材料本构,关,关系为线弹性的条件下,。,。,3/9/2023,55,8.3.3.3,支,支护抗力,对,对围岩位,移,移的控制,洞室的稳,定,定与否，,取,取决于围,岩,岩的二次,应,应力和变,形,形是否超,过,过了围岩,的,的强度和,变,变形能力,。,。如果二,次,次应力的,发,发展没有,伴,伴随围岩,的,的塌落或,过,过度变形,，,，则单从,围,围岩稳定,的,的角度来,看,看是没有,必,必要设置,支,支护结构,的,的。但如,果,果情况相,反,反，围岩,自,自身不能,保,保持长期,稳,稳定，就,必,必须施作,支,支护控制,围,围岩的变,形,形、改善,围,围岩的应,力,力状态（,支,支护使洞,室,室周边围,岩,岩处在三,维,维压应力,状,状态，有,利,利于发挥,围,围岩的抗,压,压能力）,。,。支护与,围,围岩共同,变,变形而达,到,到某种平,衡,衡，称为围岩-结,构,构体系的,三,三次应力,状,状态。地层结,构,构法就是,在,在确定初,始,始应力以,后,后，以二,次,次应力分,析,析为基础,，,，计算支,护,护结构与,围,围岩的共,同,同作用，,从,从而确定,隧,隧道结构,体,体系的三,次,次应力状,态,态。,3/9/2023,56,8.3.3.4,地,地层结构,模,模型的有,限,限单元法,实际地下,结,结构的地,层,层结构模,型,型分析往,往,往需要考,虑,虑比较复,杂,杂的材料,模,模型、几,何,何形状、,边,边界条件,，,，一般是,没,没有办法,求,求出解析,解,解的；因,而,而就必须,使,使用数值,方,方法。,原理：通过单,元,元分析建,立,立单元刚,度,度方程，,根,根据位移,协,协调条件,组,组建总体,刚,刚度方程,，,，引入边,界,界条件并,求,求解，得,到,到各节点,的,的位移，,然,然后再利,用,用节点位,移,移通过单,元,元刚度方,程,程获得单,元,元节点力,，,，通过单,元,元应力方,程,程获得单,元,元应力，,通,通过单元,应,应变方程,获,获得单元,应,应变。,3/9/2023,57,8.3.3.4 地,层,层结构,模,模型的,有,有限单,元,元法,计算范,围,围的选,取,取,有限单,元,元法的,模,模型只,能,能是空,间,间有限,的,的区域,，,，而地,下,下结构,周,周围的,地,地层相,对,对而言,是,是无限,大,大或半,无,无限大,（,（深埋,或,或浅埋,）,）的；,因,因此必,须,须选择,某,某个有,限,限的计,算,算范围,建,建立有,限,限单元,模,模型。,这,这个计,算,算范围,的,的边界,应,应该离,地,地下结,构,构足够远，设在,几,几乎不,受,受地下,工,工程影,响,响的地,方,方。经,验,验表明,，,，一般,来,来说，,在,在离洞,室,室中心35,倍,倍于洞室,特,特征尺,寸,寸（最,大,大内径）以外,的,的地方,，,，地下,工,工程的,影,影响足,够,够小。,3/9/2023,58,8.3.3.4 地,层,层结构,模,模型的,有,有限单,元,元法,单元类,型,型的选,择,择,可以用,二,二维平,面,面单元,（,（平面,应,应变或,平,平面应,力,力问题,）,）或三,维,维实体,单,单元（,三,三维问,题,题）来,对,对计算,范,范围内,的,的地层,进,进行离,散,散化分,析,析。,开挖效,应,应的模,拟,拟,洞室的,开,开挖释,放,放了洞,室,室边界,上,上的初,始,始应力,，,，在计,算,算中可,以,以通过,在,在开挖,边,边界上,施,施加与,初,初始作,用,用力大,小,小相等,、,、方向,相,相反的,释,释放荷,载,载来模,拟,拟这种,应,应力释,放,放。,如果考,虑,虑开挖,与,与支护,的,的时间,效,效应，,则,则释放,荷,荷载的,取,取值应,视,视支护,结,结构的,设,设立时,间,间而定,。,。如果,支,支护是,在,在开挖,后,后瞬时,设,设置的,，,，则支,护,护结构,单,单元将,承,承受全,部,部的释,放,放荷载,；,；如果,支,支护是,在,在开挖,之,之后某,个,个时刻,设,设立的,，,，则支,护,护结构,承,承受的,释,释放荷,载,载应该,只,只是全,部,部释放,荷,荷载中,尚,尚未释,放,放掉的,那,那个部,分,分。,3/9/2023,59,第,8,章,地,地下空,间,间结构,设,设计理,论,论与方,法,法,8.1,地下结,构,构分类,8.2,地下结,构,构荷载,8.3,地下结,构,构计算,的,的力学,方,方法,8.4,明挖基,坑,坑支护,桩,桩设计,3/9/2023,60,8.4,明,明挖,基,基坑支,护,护桩设,计,计,8.4.1,支,支护结,构,构设计,的,的计算,理,理论,8.4.1.1 基,坑,坑围护,桩,桩的作,用,用,深基坑,支,支护结,构,构多种,多,多样，,用,用材和,施,施工方,法,法也千,变,变万化,，,，但主,要,要可以,分,分为两,大,大类：,第,第一类,为,为支挡型的，如,排,排桩式,支,支挡结,构,构和地,下,下连续,墙,墙；第,二,二类为加固型的，如,高,高压旋,喷,喷法加,固,固、静,压,压注浆,加,加固、,深,深层搅,拌,拌法加,固,固、喷,锚,锚支护,和,和土钉,墙,墙等。,深基坑,支,支护结,构,构的主要作,用,用是减小,土,土方开,挖,挖，少,占,占场地,空,空间，,保,保护相,邻,邻的已,有,有建（,构,构）筑,物,物和地,下,下设施,，,，减少,或,或防止,坑,坑底隆,起,起，另,外,外还兼,有,有支护,和,和防水,的,的双重,功,功效。,3/9/2023,61,8.4.1.2 土,压,压力计,算,算,作用于,支,支护结,构,构上的,荷,荷载主,要,要指土压力和水压力。其中,土,土压力,的,的计算,是,是设计,者,者最为,关,关注的,问,问题，,目,目前大,致,致有两,类,类计算,方,方法，,一,一是建,立,立于极,限,限平衡,理,理论上,的,的经典土,压,压力理,论,论；包括,朗,朗肯土,压,压力理,论,论和库,仑,仑土压,力,力理论,；,；二是,根,根据实,测,测结果,而,而提出,的,的Terzaghi-Peck土压,力,力模式。,按经典,土,土压力,理,理论计,算,算,(1),地,地下水,位,位以上,土,土压力,计,计算,地下,水,水位以,上,上土层,及,及地面,超,超载作,用,用于支,护,护结构,上,上的主,动,动土压,力,力标准,值,值,P,aik,可采用,土,土层的,抗,抗剪强,度,度指标,按,按朗肯,理,理论分,层,层。,(2),地,地下水,位,位以下,水,水、土,压,压力计,算,算,水,水土分,算,算和水,土,土合算,。,。,3/9/2023,62,8.4.1.2 土,压,压力计,算,算,按Terzaghi-