大学地下工程结构常考知识

名词解释
△地下结构：指在保留上部地层(山体或土层)的前提下，在开挖处能够提供某种用途的地下空间内修筑的结构物。
△围岩：指地层中受开挖作用影响的那一边分岩体。
△围岩压力：指位于地下结构周围变形或破坏的岩层，作用在衬砌结构或支撑结构上的压力。
△深埋结构：指当地下结构的埋深大到某一程度，两侧摩擦阻力远远超过了滑移柱的重量。
△浅埋式结构：指覆盖土层较薄，不满足压力拱成条件(H土＜(2~2.5)h1, h1为压力拱高)或软土地层中覆盖层厚度小于结构尺寸的地下结构。
△附建式地下结构：指具有预定战时防空功能的附属于较坚固的建筑物的地下室结构， 又称“防空地下室”或“附建式人防工事”。
△临空墙：在室内外出入口通道中，一侧位于防护门(或防护密闭门)以外的通道内、另一侧在防护门以内的防空地下室外墙。
△通道墙：在室内外出入口通道中，与临空墙相对应的，一侧位于通道内、另一侧与岩土体接触的墙体。
△逆作法施工：是指在地下结构施工时，不架设临时支撑，以结构本身既作挡墙又作内支撑，施工顺序与顺作法相反，从上往下依次开挖和构筑结构本体的施工方法。
△中间支承柱：是逆作法施工中，在底板未封底受力之前，与地下连续墙共同承受地下结构、上部结构自重和施工荷载的承重构件。
△沉井结构：主要以其施工方式命名，简言之，就是将已建的“井”通过某种方法“沉”到地下或水下的一定位置处后修筑而成的一种地下结构。
△盾构法：是隧道暗挖施工法的一种，是使用所谓的“盾构(Shield)”机械，在岩土层中推进，并防止土砂的崩坍，以便在起其内部进行开挖、衬砌作业修建隧道的方法。
△盾构：是一种钢制的、具有前进推力的活动防护装置或活动支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、海底，以及城市居民区修建隧道的一种机械。它是一种独特施工机具。它是一个能支承地层荷载而又能在地层中推进的圆形、矩形、马蹄形等特殊形状的钢筒结构。
△锚喷支护：是采用喷射混凝土、钢筋网喷射混凝土、锚杆喷射混凝土或锚杆钢筋网喷射混凝土等在毛洞开挖后及时地对地层进行加固的结构.
△顶管法：采用液压千斤顶或具有顶进、牵引功能的设备，以顶管工作进作承压壁，将管子按设计高程、方位、坡度逐根顶入土层直至达到目的地的一种修建隧道和地下管道的施工方法。
△槽幅：指地下连续墙一次开挖成槽的槽壁长度。
△导墙：指地下连续墙开槽施工前，沿连续墙轴线方向全长周边设置的导向槽，起定位、导向、容蓄泥浆及安装与承载挖槽机等作用。

填空
△地下结构可分为：一类是修建在土层中的地下结构；另一类是修建在岩层中的地下结构。
△地下结构组成：衬砌、梁、板、柱。
△在地下工程中，经验类比设计法仍然占据一定的地位，而围岩分级是工程类比设计的重要依据。
△围岩的初始应力场包括自重应力场和构造应力场。
△q=γ H 。γ -岩体重度（KN/m3）；q-垂直围岩压力的集度（KPa）；H-地下结构顶盖上方覆盖层厚度（m）。
△当x=a1时，压力拱高度h1：h1=a1/fk（普氏公式）。
△作用在地下结构上的垂直围岩压力集度为：q=γh1。
△对岩石fk=R/10（式中R—岩石单轴极限抗压强度(MPa)）。
△炮航弹对地下工程结构的破坏效应分为两种：局部冲击作用和整体冲击作用。
△一般地，整体式小跨度结构(结构的厚跨比hd/l0≥1/3~1/4) ，如地面战斗工事、坑道工程口部及前沿指挥所工事等，按局部冲击作用设计即可；而对绝大多数平战结合的整体式大跨度结构(hd/l0＜1/3~1/4) ，按整体冲击作用控制设计。
△当常规武器在地面或靠近地面或侵入土中浅层爆炸时，爆炸的一部分能量传入地下，形成直接的地冲击，另一部分能量通过空气传播形成空气冲击波感生的地冲击。
△等效静载：一般人防工程结构动力计算，可采用等效静载法。结构周边上的等效静荷载qi可按下列公式计算：q1=Kd1 Pc1,q2=Kd2 Pc2，q1、q2—分别为顶盖竖向等效静荷载，外墙水平等效静荷载（MPa）；Kd1、Kd2—分别为顶盖、外墙动力系数。
△地下工程结构的设计模型：(一)经验类比模型(二)荷载-结构模型(三)地层-结构模型(四)收敛限制模型。
△浅埋式结构形式：直墙拱形结构、矩形闭合结构和梁板式结构，或者是上述形式的组合。
△浅埋式结构施工方法：一般采用明挖法施工，比较经济；但在地面环境条件要求苛刻的地段，也可采用管幕法、箱涵顶进法等暗挖法施工。
△浅埋式直墙拱结构一般多用在跨度1.5~4m左右的结构中。
△直墙拱形结构按照其轴线形状又可分为：半圆拱、割圆拱、抛物线拱等多种形式。
△截面设计：在设有支托的框架结构中，进行构件截面验算时，杆件两端的截面计算高度采用h+s/3。h为构件截面高度，s为平行于构件轴线方向的支托长度。同时，h+s/3的值不得超过杆端截面高度h1，即h+s/3 ≤h1。
△横向受力钢筋：受弯构件及大偏心受压构件受拉主筋的配筋率，一般应不大于1.2%，最大不得超过1.5%。配置受力钢筋要求细而密。为便于施工，同一结构中选用的钢筋直径和型号不宜过多。通常，受力钢筋直径d≤32 mm，对于以受弯为主的构件d≥10~14 mm；对于以受压为主的构件d≥12~16 mm。受力钢筋的间距应不大于200 mm，不小于70 mm。
△变形缝缝宽一般为20~30mm，缝中填充富有弹性且防水的材料。变形缝的构造方式主要分三种：嵌缝式、贴附式、埋入式。（埋入式效果最好）
△附建式（防空）地下结构的形式：（1）梁板式结构（2）板柱结构（3）箱形结构（4）框架结构（5）拱壳结构（6）外墙内框、墙板结构。
△由于防空地下室顶盖要承受核爆炸冲击波动载，计算荷载很大，为使设计合理和用料少，应对顶板的跨度加以限制(例如2~4m)。
△单向板：L2/L1>2（长边比短边），双向板：L2/L1<=2。
△地下空间结构板大多都是连续的板，属于多列双向板，可简化为单块双向板或单向连续板进行近似计算。
△要控制配筋率和允许延性比[β]。[β]为构件最大变形与弹性极限变形之比。[β]≤0.5/(x/h0)，当[β] ≤1.5时，仍取1.5 。
△导墙一般采用“┓┏”形现浇钢筋混凝土，厚度一般为200~300 mm，混凝土等级通常采用C20。导墙深度以墙脚进入原状土不小于300 mm为宜，墙顶面需高出地面100~200 mm，防止周围的散水流入槽段内。净宽度要求比地下连续墙的设计宽度大30~50 mm。
△一般的围护结构位移控制以水平位移为主。对于一级基坑的最大水平位移，一般宜不大于30mm，对于较深的基坑，应小于0.3%H（H为基坑开挖深度）。对于一般的基坑，其最大水平位移也宜不大于50mm。
△沉井一般由下列各部分组成：刃脚、井壁、内隔墙、取土井、凹槽、封底、顶板等。
△井壁厚度一般为0.4~1.2 m。有战时防护要求的，井壁厚度可达1.5~1.8 m。
△刃脚的脚底水平面称为踏面，踏面宽度b=0.35~0.7 m，软土地基取大值，斜面倾角α=40o ~60o。
△沉井内槽设凹槽是为了使封底混凝土嵌入井壁，形成整体，使传至沉井壁上的力能更好地传递给封底混凝土底面。凹槽水平方向深约0.15~0.25 m，高约1.0 m左右，其底面距刃脚底面一般在2.5m以上。
△盾构通常由盾构壳体、推进系统、拼装系统、出土系统等四大部分组成。
△盾构几何尺寸主要指盾构外径D、盾构长度L、盾构灵敏度L/D。
△盾构千斤顶推力计算：安全系数应采用1.5~2.0。根据日本对盾构顶力的统计资料，盾构总推力P(kN)按开挖断面积计，单位面积推力多在700~1000 kN/m2范围。
△盾构隧道横断面一般有圆形、矩形、半圆形、马蹄形等多种形式，衬砌最常用的横断面形式为圆形与矩形。其中装配式圆形衬砌结构的应用较为广泛和普遍。
△圆环的拼装形式有通缝、错缝两种。
△螺栓接头最为常用，有直螺栓连接、弯螺栓连接。
△注浆孔：通常每个管片上设置一个内径50mm左右注浆孔。目前广泛采用盾尾同步壁后注浆方式，管片上的注浆孔往往仅用于二次注浆。
△管段在干坞中预制好、沉管基槽开挖及基础处理好后便可进行管段的出坞、浮运、沉放与水下连接工作，是沉管隧道难度最大的一道工序。
△管段的沉放方式大致分为吊沉法和拉沉法。吊沉法中根据施工方法和主要起吊设备的不同又分为分吊法（包括起重船法和浮箱法）、扛吊法和骑吊法等。
△管段沉放与对接作业受海上的自然条件影响很大，因此对其有一定的要求。一般要求风速＜10m／s，波高＜0.5m；水的流速＜0.6～0.8m／s，空气的能见度＞1 000m。