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目录1

第一篇　总论1

第一章　绪论1

§1-1　概述1

一、地下建筑结构的概念及其作用1

二、地下建筑结构的主要内容2

§1-2　地下建筑结构的衬砌类型2

一、结构选型及其影响因素2

二、衬砌的型式及适用条件2

§1-3　地下建筑结构的设计程序及内容5

§2-2　结构自重6

§2-1　荷载的分类和组合6

第二章　作用在衬砌上的荷载6

§2-3 围岩压力8

一、围岩压力及其影响因素8

二、确定围岩压力的方法10

§2-4　弹性抗力17

§2-5　其它荷载18

第三章　衬砌设计的一般技术要求21

§3-1　衬砌截面和几何尺寸的确定21

§3-2　衬砌材料的选择24

§3-3　衬砌结构的一般构造要求26

一、混凝土保护层26

二、变形缝26

三、衬砌的超挖或欠挖27

四、贴壁式衬砌的回填28

五、岩体间壁的确定28

§3-4　衬砌截面强度校核29

第二篇　衬砌结构30

第四章　半衬砌及厚拱薄墙衬砌30

§4-1　概述30

§4-2　半衬砌及厚拱薄墙衬砌构造31

§4-3　半衬砌及厚拱薄墙衬砌计算32

一、计算简图32

二、拱圈内力计算的基本方程式33

三、拱圈内力图38

§4-4　拱脚弹性固定系数计算39

§4-5　拱圈变位值计算41

一、变位计算的基本公式41

二、用积分法计算变位值42

（一）变截面割圆拱42

（二）变截面抛物线拱46

三、变位积分的近似计算——辛普生法48

§4-6　拱圈变位值及内力图校核49

一、对称问题的校核49

二、非对称问题的校核50

§4-7　计算例题50

第五章　弹性地基梁（局部变形）理论58

§5-1　概述58

一、弹性地基梁的挠度曲线微分方程式59

§5-2　弹性地基梁的挠度曲线微分方程式及其初参数解59

二、弹性地基梁的初参数解60

（一）梁跨间无荷载时的解60

（二）梁跨间有荷载时的解62

§5-3　弹性地基短梁、长梁及刚性梁66

§5-4　弹性地基梁解的应用举例68

第六章　贴壁式直墙拱形衬砌72

§6-1　整体式直墙拱形衬砌的尺寸拟定及构造72

一、衬砌拱圈矢跨比72

二、衬砌厚度73

三、墙基埋深73

五、拱圈截面变化规律74

四、衬砌背部的回填74

六、衬砌的配筋构造要求75

§6-2　整体式直墙拱形衬砌的计算77

一、计算简图77

二、基本结构及基本方程式79

三、变位值的计算80

（一）拱圈弹性抗力σ及其变位△ia的计算80

（二）拱脚弹性固定系数82

四、衬砌内力计算87

（一）拱圈内力87

（二）边墙内力87

五、计算结果校核89

§6-3　贴壁式直墙拱形衬砌的设计步骤及例题89

§6-4　影响衬砌结构内力的因素分析98

§6-5　衬砌轮廓的修正104

§6-6　装配式直墙拱形衬砌的构造与计算106

一、型式及构造106

二、计算特点108

第七章　衬砌内力计算的其它方法110

§7-1　概述110

§7-2　角变位移法111

一、基本原理111

二、正负号规定111

三、结点变位的求法111

五、结构任一截面内力的计算116

六、计算步骤116

四、杆端截面内力的求法116

七、关于拱部弹性抗力117

§7-3　角变位移法例题117

§7-4　不均衡力矩及侧力传播法120

一、原理121

二、固端力矩与固端侧力的计算121

三、传播力矩与传播侧力的计算121

四、分配力矩与分配侧力的计算125

五、杆端最终力矩及侧力的计算126

六、结构任一截面内力的计算126

七、内力计算过程的校核127

八、计算步骤127

§7-5　不均衡力矩及侧力传播法例题128

§8-1　概述136

第八章　离壁式衬砌136

§8-2　离壁式衬砌的构造137

一、拱圈137

二、边墙137

三、水平支撑138

四、衬砌与岩壁间的空隙尺寸138

§8-3　作用在离壁式衬砌上的荷载138

§8-4　离壁式衬砌的内力计算139

一、计算简图139

二、边墙为砌块、拱圈和水平支撑为整体结构的内力计算139

三、边墙、拱圈和水平支撑为整体结构的内力计算145

（一）边墙下端为铰支座时的计算145

（二）边墙下端为固定支座时的计算147

§8-5　例题148

第九章　分离式穹顶直墙衬砌153

§9-1　分离式穹顶直墙衬砌的构造153

一、衬砌的几何尺寸153

二、配筋及构造154

§9-2　分离式穹顶直墙衬砌的计算156

一、计算简图及荷载156

二、穹顶与环梁的计算157

三、环墙的计算162

四、截面强度校核163

§9-3　例题163

一、洞室围岩的变形规律170

§10-1　喷锚结构的作用原理170

第十章　喷锚结构170

二、喷锚与围岩的共同作用原理171

三、喷锚的一般作用172

§10-2　喷锚结构的类型和适用的地质条件173

§10-3　喷混凝土的物理力学性能176

§10-4　锚杆局部加固的设计原理和计算方法178

一、锚杆加固拱顶危岩的计算178

二、锚杆加固侧壁危岩的计算179

§10-5　锚杆整体加固的设计原理和计算方法179

一、按悬吊设计原理的计算方法179

二、按组合拱设计原理的计算方法181

一、局部加固原理和计算方法183

§10-6　喷混凝土结构的设计原理和计算方法183

二、组合拱设计原理和计算方法185

§10-7　锚杆喷混凝土结构的设计原理和计算方法187

一、按悬吊设计原理的计算方法187

二、按组合拱设计原理的计算方法188

三、按压剪破坏原理的计算方法189

第十一章　衬砌内力计算的有限单元法192

§11-1　概述192

§11-2　衬砌内力的形成和计算原则193

§11-3　组合法的计算简图195

§11-4　力学原理195

§11-5　刚度矩阵198

§11-6　应力矩阵201

§11-7　洞室开挖时“释放荷载”的推求203

第三篇　衬砌特殊部位及内部结构204

第十二章　衬砌特殊部位及细部结构204

§12-1　偏压衬砌的设计和计算204

一、荷载及基本尺寸的拟定204

二、内力计算205

§12-2　明洞的设计和计算207

一、拱圈回填土石压力208

二、直墙回填土石压力——侧向压力211

§12-3　洞门墙的设计和计算211

一、洞门的类型及构造212

二、材料选择及基本尺寸的拟定212

三、计算原理及公式214

§12-4　端墙结构217

一、端墙的型式及一般要求217

二、端墙的计算218

§12-5　岔洞结构219

一、岔洞平面形式和接头形式219

二、岔洞结构的构造处理221

§12-6　竖井及斜井衬砌设计和计算224

一、竖井的构造和计算224

二、斜井的构造和计算231

第十三章　地下建筑内部结构设计简介233

§13-1　内部结构与衬砌的连接及构造233

一、内部结构的梁板柱与衬砌的连接及构造233

二、吊车梁的连接及构造236

三、吊顶（或天棚）连接构造239

§13-2　有内部结构的衬砌结构设计特点240

一、单跨多层地下建筑结构的设计特点241

二、有吊车的地下建筑结构设计特点242

附录一　跨变构件及弹性地基梁的角变位移方程249

附录二　构件的形常数及修正形常数的计算253

附录三　球面壳体理论简介261

附录四　穹顶衬砌的环梁计算271

附录五 围岩分类表及计算用表277

附表5-1　人工岩石峒室围岩分类表277

附表5-2　铁路隧道围岩分类表278

附表5-5　变截面割圆拱单位变位系数bi、ki值280

附表5-4　铁路隧道围岩物理力学参数表280

附表5-3　人工洞室围岩物理力学参数表280

附表5-6　变截面割圆拱单位变位系数Bi、Ki值281

附表5-7　变截面割圆拱载变位系数αt、At值282

附表5-8　变截面割圆拱弹性抗力内力系数ni值283

附表5-9　双曲线三角函数φ1～φ8表283

附表5-10　双曲线三角函数φ9～φ15表286

附表5-11　双曲线三角函数φ16、φ17表287

附表5-12　圆拱形常数表288

附表5-13　圆拱对称变形修正形常数及载常数表290

附表5-14　集中力作用下等截面圆拱载常数表294

附表5-15 函数α1～α6表298

参考文献300