地下工程支护结构

本书内容包括：围岩压力理论基础知识，支护结构弹塑性解析计算方法和数值计算方法，现代支护结构原理、类型和原则，工程类比、理论分析和现场监控相结合的信息化设计方法以及地下工程中较常采用的半被覆结构、直墙拱结构和油罐结构的设计特点和方法对于地下工程中较新型的复合式衬砌结构以及锚喷支护结构可靠度设计等内容，本书也作了较详细的介绍。上述这些内容反映了当前地下工程支护结构设计理论与应用的技术水平。

本书可作为高等院校相关专业的教学用书，亦可供从事铁路、交通、水利、矿山、市政、桥梁以及国防工程等行业的科研、设计和施工人员借鉴参考。

序

前言

第一章 概述

第一节 地下工程支护结构理论的发展与现状

第二节 地下工程的受力特点和支护结构的设计方法

第三节 地下工程支护结构计算的力学模式

第二章 围岩压力理论基础知识

第一节 原岩应力

第二节 圆形洞室围岩应力与变形的线弹性分析

第三节 非圆形洞室的围岩应力

第四节 无衬砌洞室的最佳形状

第五节 围岩应力的弹塑性分析

第六节 围岩塑性位移的计算

第七节 围岩压力的分类

第八节 变形压力的计算2100433B

地下工程支护结构在各类建筑、交通、水利、矿山、市政以及国防和人民防空工程中得到广泛的应用。地下工程支护结构理论的发展已有100多年的历史，在我国也有数十年的历史。

地下工程支护结构计算理论可分为已知地压荷载的传统支护计算理论和以岩石力学原理为基础、新奥法(NATM)隧道设计和修建方法以及有限元、边界元等数值分析为代表的现代支护计算理论。此外，在研究岩土材料本构关系和宏观岩体力学参数的基础上，人们还建立了许多新的力学模型和弹、塑、粘性的计算方法，并利用现场实测为手段，研究建立将现场监控量测信息反馈于设计和施工的新技术。"para" label-module="para">

《地下工程支护结构》是编著者为原空军工程学院地下建筑专业本科生和研究生编写的教学用书，现经扩充、修改，并增加了部分地下工程领域设计中的一些较新内容以及作者近年来部分新的研究成果，编纂而成。内容包括：围岩压力理论基础知识，支护结构弹塑性解析计算方法和数值计算方法，工程类比、理论分析和现场监控相结合的信息化设计方法，半被覆结构、直墙拱结构和油罐结构的设计特点和方法，复合式衬砌结构的计算以及锚喷支护结构可靠度计算等内容。上述这些内容反映了地下工程支护结构设计理论与应用的当前技术水平。"para" label-module="para">

书中内容充实，资料丰富，图文并茂，新颖实用；文字简洁朴实，语言流畅，对从事地下工程设计、施工、教学及科研等部门的技术人员是一本具有较高参考价值的科学论著。本书的问世相信对广大土木工程、岩土工程工作者都会有所助益，故乐于为之作序。

内容介绍

《地下工程支护结构与设计》系统地介绍了地下工程支护结构的基本理论与设计和计算方法，内容包括：岩体力学性质及力学参数预测，围岩压力理论基础知识，支护结构弹塑性解析计算方法和数值计算方法，现代支护结构原理、类型和原则，工程类比、理论分析和现场监控相结合的信息化设计方法，地下工程施工变形预测的人工智能方法以及地下工程中较常采用的半被覆结构、直墙拱结构和油罐结构的设计特点和方法。对于地下工程中较新型的复合式衬砌结构以及锚喷支护结构可靠度设计等内容，《地下工程支护结构与设计》也作了较详细的介绍。上述这些内容反映了当前地下工程支护结构设计理论与应用的技术水平。

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1．桩、墙式支护结构

柱列桩、板桩、地下连续墙等均属此类，支护桩、墙插入坑底土中一定深度r一般插入至较坚硬土层)，上部悬臂或设置锚撑体系，形成一梁式锚、撑受力构件。其结构计算简图，可将支护桩、墙简化成在土压力作用下的一静定梁或超静定梁，或按插入土中的竖向弹性地基梁求解。

此类支护结构应用广泛，适用性强，易于控制支护结构变形，尤其适用于开挖深度较大的深基坑，并能适应各种复杂的地质条件，设计计算理论较为成熟，各地区的工程经验也较多，是深基坑工程中经常采用的主要结构形式。

2．实体重力式支护结构

水泥土搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙等类似重力式挡墙。此类支护结构截面尺寸较大，依靠实体墙身的重力起挡土作用。墙身也可设计成格构式或阶梯形等多种形式，无锚拉或内支撑系统，土方开挖施工方便。墙身主要承受压力，一般不承受拉力，按重力式挡墙的设计原则计算。土质条件较差时，基坑开挖深度不宜过大。其适用于小型基坑工程。土质条件较好时，水泥土搅拌工艺使用受限制。各地已有大量应用实体重力式支护结构的工程经验。

3．组合式支护结构

按场地、地质及环境条件的不同，尚可采用多种形式组合的支护结构，例如桩、墙式支护结构与土钉墙或重力式支护结构结合，以及与岩石锚杆组合而形成组合式支护结构。

基坑开挖是否采用支护结构，采用何种支护结构，应根据基坑周边环境、地下结构的条件、基坑开挖深度、工程地质和水文地质条件、施工条件、施工季节、地区工程经验等通过经济、技术、环境综合分析比较确定。

基坑支护结构体系一般包括两个部分，即挡土结构和降水止水体系。桩、墙式支护结构常采用钢板桩、钢筋混凝土板桩、柱列式灌注桩、地下连续墙等。根据土质条件及基坑规模，可以设计成悬臂式、内支撑式或锚拉式。重力式支护结构多采用水泥土搅拌桩挡墙、土钉墙等。当支护结构不能起到止水作用时，可同时设置止水帷幕或采用坑外降水，以达到控制地下水的目的，使基坑土方工程可在干作业条件下开挖。