一、簡述題1圍巖壓力是什么？分為哪幾類？舉例說明與哪些因素有關？在圍巖發(fā)生變形時及時進行襯砌或圍護，阻止圍巖繼續(xù)變形，防止圍巖塌落，則圍巖對襯砌結(jié)構(gòu)就要產(chǎn)生壓力，即所謂的圍巖壓力。圍巖壓力分為圍巖垂直壓力、圍巖水平壓力和圍巖底部壓力巖石的強度、巖體的結(jié)構(gòu)（如結(jié)合巖體結(jié)構(gòu)分析圍巖壓力，則可認為火成巖系整體狀結(jié)構(gòu)，未曾或只通過輕微的區(qū)域構(gòu)造變動，在沒有斷層和不良軟弱結(jié)構(gòu)面的不利組合時，這種巖體的完整性好、強度高，設計計算時可不考慮圍巖壓力。而碎塊狀巖體結(jié)構(gòu)，因其完整性差，圍巖壓力較大。）地下水（重要表現(xiàn)為削弱巖體的強度，加速圍巖的風化，從而導致圍巖壓力增大。）洞室尺寸與形狀（尺寸較小的圓形和橢圓洞室產(chǎn)生的圍巖壓力較小，而尺寸較大的矩形和梯形洞室產(chǎn)生的圍巖壓力則較大，由于后者易在頂部圍巖中出現(xiàn)較大的拉應力，并在兩邊轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)明顯的應力集中。）施工方法、支護時間、支護的類型和剛度及洞室建成后的使用年限有關2對于深埋結(jié)構(gòu)的垂直圍巖壓力計算，簡述普氏理論和太沙基理論的原理。普氏理論（將真正的巖體代之以某種具有一定特性的特殊松散體，以便采用與抱負松散體完全相同的計算方法。）太沙基（也將巖體視為散粒體。他認為坑道開挖后，其上方的巖體將因坑道變形而下沉，產(chǎn)生如圖所示的錯動面OAB，假定作用在任何水平面上的豎向壓力是均布的。）3按襯砌與地層互相作用考慮方式的不同，地下結(jié)構(gòu)計算方法可大體區(qū)分為哪兩類，簡述其含義。荷載結(jié)構(gòu)法（認為地層對結(jié)構(gòu)的作用只是產(chǎn)生作用在地下結(jié)構(gòu)上的荷載（涉及積極的地層壓力和被動的地層抗力)，以計算襯砌在荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力和變形的方法。彈性連續(xù)框架(含拱形)法、假定抗力法和彈性地基梁(含曲梁和圓環(huán))法等可歸于荷載結(jié)構(gòu)法）地層結(jié)構(gòu)法（認為襯砌與地層一起構(gòu)成受力變形的整體，并可按連續(xù)介質(zhì)力學原理來計算襯砌和周邊地層內(nèi)力的計算方法常見的關于圓形襯砌的彈性解、粘彈性解和彈塑性解等都歸屬于地層結(jié)構(gòu)法）4簡述淺埋式矩形框架結(jié)構(gòu)的計算原理。結(jié)構(gòu)計算通常涉及三方面的內(nèi)容，即:荷載計算:頂板上荷載計算：作用于頂板上的荷載，涉及有頂板以上的覆士壓力、水壓力、頂板自重、路面荷載以及特載。底板上荷載計算：地基反力為直線分布。作用于底板上的荷載可按下式計算，側(cè)墻上荷載計算側(cè)墻上所受的荷載有土層的側(cè)向土壓力、水壓力及特載。內(nèi)力計算：計算簡圖、截面選擇、計算方法（閉合框架一般可采用位移法計算，當不考慮線位移的影響時，則以力矩分派法為簡便。在多層多跨的復雜情形可借助于計算機計算。）設計彎矩、剪力及軸力的計算截面設計，地下矩形閉合框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件(頂板、側(cè)墻、底板)均按偏心受壓構(gòu)件進行截面驗算抗浮驗算5淺埋式結(jié)構(gòu)節(jié)點設計彎矩和計算彎矩有何區(qū)別？如何計算節(jié)點的設計彎矩。用位移注或力矩分派法解超靜定結(jié)構(gòu)時，直接求得的是節(jié)點處的內(nèi)力(即構(gòu)件軸線相交處的內(nèi)力)，然后運用平衡條件可以求得各桿任意截面的內(nèi)力。節(jié)點彎矩(計算彎矩)雖然比附近截面的彎矩為大，但其相應的截面高度是側(cè)墻的高度，所以，實際不利的截面(彎矩大而截面高度又小)則是側(cè)墻邊沿處的截面，相應這個截面的彎矩稱為設計彎矩。M——設計彎矩Mp——計算彎矩Qp——計算剪力b——支座寬度q——支座作用于桿件上的均布荷載6盾構(gòu)法隧道襯砌內(nèi)力計算中，為了考慮管片接頭的影響，國際隧協(xié)推薦哪兩種估算方法，簡述其原理。1η—ξ法一方面將襯砌環(huán)按均質(zhì)圓環(huán)計算，但考慮縱縫接頭的存在，導致整體抗彎剛度減少，取圓環(huán)抗彎剛度為ηEI（η為抗彎剛性的有效率，η≤1）。計及圓環(huán)水平直徑處變位y，兩側(cè)抗力pk=ky后，考慮錯縫拼裝管片接頭部彎矩的傳遞，錯縫拼裝彎矩傳遞及分派如圖接頭內(nèi)力管內(nèi)內(nèi)力2旋轉(zhuǎn)彈簧（半鉸）K-ξ（法）用一個旋轉(zhuǎn)彈簧（半鉸）模擬接頭，且假定彎矩與轉(zhuǎn)角成正比，計算構(gòu)件內(nèi)力為假如管片環(huán)沒有接頭，則K=∞，ξ=0。若假定管片環(huán)的接頭為鉸接，則K=0，ξ=18盾構(gòu)法隧道襯砌結(jié)構(gòu)斷面選擇時應驗算哪些內(nèi)容，有何規(guī)定？斷面選擇在不同工作階段具有不同的內(nèi)容和規(guī)定。需進行抗裂或裂縫限制，強度和變形等驗算。基本使用荷載階段，需進行抗裂或裂縫限制，強度和變形等驗算組合基本荷載階段和特殊荷載階段，一般僅進行強度檢查，變形和裂縫開展可不予以考慮9單圓的盾構(gòu)結(jié)構(gòu)計算時，拱底反力一般涉及哪幾部分？寫出計算公式。見筆記10沉管結(jié)構(gòu)的浮力設計涉及哪些內(nèi)容，如何選取河水比重和混凝土容重。浮力設計就是設計好重量與浮力間的關系，浮力設計的內(nèi)容涉及干舷選定和抗浮安全系數(shù)的驗算，其目的是最終擬定沉管結(jié)構(gòu)的高度和外廓尺寸。在進行浮力設計時，應按最大的混凝土重度，最大的混凝土體積和最小的河水密度來計算干舷。進行浮力設計時，應按最小的混凝土容重和體積，最大的河水比重來計算各階段抗浮安全系數(shù)11沉管的橫、縱向結(jié)構(gòu)計算各采用什么理論。沉管的橫截面結(jié)構(gòu)形式多是多孔(單孔的很少)箱形框架，管段橫斷面內(nèi)力-般按彈性支承箱形框架結(jié)構(gòu)計算。（計算量已不成問題，運用一般平面桿系結(jié)構(gòu)分析的通用程序，就可迅速得到解決。）施工階段的沉管縱向受力分析，重要是計算浮運、沉設時施工荷載（定位塔、端封墻等)所引起的內(nèi)力。使用階段的縱向受力分析，一般按彈性地基梁理論進行計算。沉管隧道縱斷面設計需要考慮溫度荷載和地基不均勻沉陣以及其他各種荷載，根據(jù)隧道性能規(guī)定進行合理組合。12沉管隧道采用樁基后，基樁樁頂標高在實際施工中不也許達成完全齊平，有哪些解決方法。1水下混凝土傳力法（基樁打好后，先澆一、二層水下混凝土將樁頂裹住。而后再在水下鋪上一層砂石墊層，使沉管荷載經(jīng)砂石墊層和水下混凝土層傳到樁基上去）2砂漿囊袋傳力法（在管段底部與樁頂之間，用大型化纖囊袋灌注水泥砂漿加以墊實，使所有基樁均能同時受力。）所用囊袋既要具有較高的強度，又要具有充足的透水性，以保證灌注砂槳時，囊內(nèi)河水能順利地排出囊外。砂漿的強度，不需要太高，略高于地基土3活動樁頂法（在所有的基樁頂端設一小段預制混凝土活動樁頂。在管段沉設完畢后，向活動樁頂與樁身之間的空腔中灌注水泥砂漿或軟墊層，將活動樁頂頂升到與管底密貼接觸為止。）13沉管管段之間水下連接有哪些方法？水下連接的方法有兩種，一種是水下混凝土連接法，一種是水力壓接法（對位、拉合、壓接、拆除隔墻）14沉井和鋼板樁支護條件下的頂管工作井，后靠土體的穩(wěn)定條件各是什么？沉井承壓壁后靠土體在頂管頂力超過其承受能力后會產(chǎn)生滑動.承壓壁后靠土體水平方向的極限平衡條件為Pj=2F1+F2+Pp-PaPj——頂管最大計算頂力.F1、F2——沉井一側(cè)的側(cè)面、底面摩擦阻力Pp、Pa——沉井承壓井壁的總被動、積極土壓力若不考慮F1、F2，一般采用下式進行承壓壁后靠土體的穩(wěn)定性驗算Ks—沉井穩(wěn)定系數(shù)，一般取Ks=l.O～1.2，土質(zhì)越差，Ks的取值越大板樁A點在后靠土體被動土壓力線上或在其左側(cè)(即承壓壁后靠土體反力等于或小于承壓壁上的被動土壓力)時，則后靠土體是穩(wěn)定的，由此推導得后靠土體的穩(wěn)定條件為：15頂管結(jié)構(gòu)的設計內(nèi)容有哪些？其關鍵是什么？頂管工程設計重要應解決好工作井設立、頂管頂力估算、承壓壁后靠結(jié)構(gòu)及土體的穩(wěn)定問題。其中最重要的是頂力值的計算。通過計算擬定頂進設備能力、驗算管節(jié)所能承受的最大頂力、布置頂進設備、計算后背的承載能力和選擇相應的后背形式等。16頂管結(jié)構(gòu)的施工荷載涉及哪些？施工階段需要驗算哪些內(nèi)容？千斤頂?shù)捻斄?、頂進阻力（貫入阻力、摩擦阻力、管節(jié)自重產(chǎn)生的摩擦）Rf——頂力Pv——管頂上的豎向土壓力Ph——管側(cè)土壓力G——所有頂管管道自重f——管壁與土體間摩擦系數(shù)PA——管端部貫入阻力驗算的有：管段允許頂力計算、頂管工作井普遍采用沉井或鋼板樁支護結(jié)構(gòu)。對這兩種形式的工作井都應一方面驗算支護結(jié)構(gòu)強度。另一方面還必須驗算頂管承壓壁后靠土體的穩(wěn)定性、中繼環(huán)的設計計算17整體式隧道襯砌結(jié)構(gòu)有哪幾種形式，各合用于什么條件？1半襯砌結(jié)構(gòu)（在堅硬巖層中，若側(cè)壁無坍塌危險，僅頂部巖石也許有局部滑藩時，可僅施作頂部襯砌，不作邊墻，噴一層不小于2cm厚的水泥砂漿護面，即為半襯砌結(jié)構(gòu)）2厚拱薄墻襯砌結(jié)構(gòu)（適宜用在水平壓力較小，且穩(wěn)定性較差的圍巖中。對于穩(wěn)定或基本穩(wěn)定圍巖中的大跨度、高邊墻洞室，如采用噴錨結(jié)構(gòu)施工裝備條件存在困難，或噴錨結(jié)構(gòu)防水達不到規(guī)定期，也可考慮使用。）3直墻拱形襯砌結(jié)構(gòu)(在一般或較差巖層的隧道結(jié)構(gòu)，通常是拱頂與邊墻澆筑在一起，形成一個整體結(jié)構(gòu)，即直墻拱形襯砌結(jié)構(gòu)，這是一種被廣泛應用的隧道結(jié)構(gòu)形式，如鐵路隧道等)4曲墻結(jié)構(gòu)(在很差的巖層中，巖體松散破碎且易于坍塌，襯砌結(jié)構(gòu)一般由拱圈、曲線形側(cè)墻和仰拱形底板組成，形成所謂的曲墻襯砌結(jié)構(gòu))5復合襯砌結(jié)構(gòu)(復合支護結(jié)構(gòu)一般認為圍巖具有自支承能力，支護的作用一方面是加固和穩(wěn)定用圍巖，使圍巖的自支承能力可充足發(fā)揮，從而可允許圍巖發(fā)生一定的變形和由此減薄支護結(jié)構(gòu)的厚度)6連拱隧道結(jié)構(gòu)(對于長度不是特別長的公路隧道(100～500m），特別是處在地質(zhì)、地形條件復雜及征地受嚴格限制地區(qū)的中小隧道，常采用連拱隧道的形式)18簡述力法中彈性固定系數(shù)aik的物理意義。aik(i，k=1，2)的物理意義是，基本結(jié)構(gòu)取為彈性固定懸臂梁時的單位變位；aio(i=1，2)為載變位；19用力法計算直墻拱襯砌結(jié)構(gòu)，拱腳最終水平位移和彈性抗力公式？β1、u1——墻頂在單位力矩作用下發(fā)生的墻頂?shù)慕亲兒退轿灰?β2、u2——墻頂在單位水平力作用下發(fā)生的墻頂?shù)慕亲兒退轿灰?β3、u3——墻頂在單位豎向力作用下發(fā)生的墻頂?shù)慕亲兒退轿灰痞耼e、une——梯形分布的水平力e引起的墻頂?shù)慕亲兒退轿灰?——基本結(jié)構(gòu)中左半拱上的荷載引起的墻頂彎矩、水平力和豎向力;——基本結(jié)構(gòu)中左半拱上的彈性抗力引起的墻頂彎矩、水平力和豎向力Vc——邊墻自重，但不涉及下端加寬的一段。式中σn——拱腳處的彈性抗力集度;σ——拱的nb段上任意點的彈性抗力集度，σn和σ的作用線與拱軸線上相應點的切線垂直φb——通常定為45020地下結(jié)構(gòu)的計算理論中，所謂“脫離區(qū)”的含義是什么？(在非均勻分布的積極荷載作用下，支護結(jié)構(gòu)的一部分將發(fā)生向著圍巖方向的變形，只要圍巖具有一定的剛度，就必然會對支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生反作用力來抵制它的變形，這種反作用力就稱為彈性反力，屬于被動性質(zhì)。)而支護結(jié)構(gòu)的另一部分則背離圍巖向著隧道內(nèi)變形，當然，不會引起彈性反力，形成所謂“脫離區(qū)”21地下建筑的抗震性能一般比地面建筑好，重要因素是什么？地下建筑物上部有較厚的自熱巖土覆蓋，并可以根據(jù)防護和使用規(guī)定擬定其所需要的自然覆蓋層，還可以運用天然巖土層的圍護，具有良好的防護性能。地下建筑碰到地震是整體產(chǎn)生位移而地上建筑碰到地震重要是由于地基產(chǎn)生地震而導致地面上部分的位移力的作用重要是在建筑下從我國唐山地震的調(diào)查來看，地下結(jié)構(gòu)物的震害要較地上結(jié)構(gòu)物的震害大大減小。22按彈塑性理論計算圍巖壓力時，修正芬納公式是什么，它有何意義？著名的修正芬納公式。表達當巖體性質(zhì)、埋深等擬定情況下，非彈性變形區(qū)大小與支護對圍巖提供的反力間的關系。23簡述用力法計算直墻拱結(jié)構(gòu)的環(huán)節(jié)？1頂拱的計算1）用力法方程式求解多余力x1和x2，解出的x1和x2均具有彈性抗力σn。2）將x1和x2代入拱腳轉(zhuǎn)角和水平位移表達式，求出u0，其中仍具有σn。將u0代入溫克爾假定即σn=Ku0sinφn求出σn3）求出x1、x2后，運用靜力平衡條件計算頂拱各截面內(nèi)力2邊墻的計算1）由拱腳轉(zhuǎn)角和水平位移表達式擬定初參數(shù)y0和θ0，即y0=u0，θ0=β0，初參數(shù)M0和Q0可由下式擬定。2）當四個初參數(shù)y0、θ0、M0和Q0擬定后，再按短梁、長梁或剛性梁相應的公式，計算邊墻的角變、位移和內(nèi)力24在頂管工程中什么情況下需要采用中繼接力頂進技術？?在長距離頂管工程中，由于施工中的土層變化及其他因素，常會使頂力發(fā)生突變，為了安全的需要，中繼環(huán)的設計一般偏保守出現(xiàn)以下情況時，則需考慮設立中繼環(huán)：①總頂力超過了主千斤頂?shù)淖畲箜斄Γ虎诳傢斄Τ^了管道的強度；③總頂力超