地下工程支護結構與設計（簡體書）

《地下工程支護結構與設計》系統地介紹了地下工程支護結構的基本理論與設計和計算方法，內容講述了，岩體力學性質及力學參數預測，圍岩壓力理論基礎知識，支護結構彈塑性解析計算方法和數值計算方法，現代支護結構原理、類型和原則，工程類比、理論分析和現場監控相結合的信息化設計方法，地下工程施工變形預測的人工智能方法以及地下工程中較常採用的半被覆結構、直牆拱結構和油罐結構的設計特點和方法。對於地下工程中較新型的複合式襯砌結構以及錨噴支護結構可靠度設計等內容。上述這些內容反映了當前地下工程支護結構設計理論與應用的技術水平。《地下工程支護結構與設計》可作為高等院校相關專業的教學用書，亦可供從事鐵路、交通、水利、礦山、市政、橋樑以及國防工程等行業的科研、設計和施工人員借鑒參考。

《地下工程支護結構與設計》可作為高等院校相關專業的教學用書，亦可供從事鐵路、交通、水利、礦山、市政、橋梁以及國防工程等行業的科研、設計和施工人員借鑒參考。

序前言第一章 概述第一節 地下工程支護結構理論的發展與現狀第二節 地下工程的受力特點和支護結構的設計方法第三節 地下工程支護結構計算的力學模式第二章 岩體力學性質及力學參數預測第一節 概述第二節 岩體結構第三節 結構面的力學性質第四節 岩體的變形特性第五節 岩體的強度第六節 岩體變形模量預測的經驗方法第三章 圍岩壓力理論基礎知識第一節 原岩應力第二節 圓形洞室圍岩應力與變形的線彈性分析第三節 非圓形洞室的圍岩應力第四節 無襯砌洞室的最佳形狀第五節 圍岩應力的彈塑性分析第六節 圍岩塑性位移的計算第七節 圍岩壓力的分類第八節 變形壓力的計算第九節 鬆動壓力的計算第四章 現代支護結構原理、類型與原則第一節 現代支護結構原理與類型第二節 錨噴支護的工藝特點和力學特點第三節 錨噴支護的設計與施工原則第五章 錨噴支護工程類比設計第一節 工程類比設計的原則與方法第二節 錨噴支護設計的圍岩分級技術第三節 錨噴支護的類型及參數表第六章 均質地層中錨噴支護的解析計算與設計第一節 軸對稱條件下錨噴支護的計算第二節 軸對稱條件下錨噴支護計算的圖解方法第三節 特軟地層中錨噴支護的解析計算第四節 非軸對稱情況下錨噴支護的解析計算與設計第七章 地下工程支護結構分析的數值方法第一節 概述第二節 支護結構單元剛度矩陣第三節 岩土材料非線性本構模型簡介第四節 非線性問題有限元基本解法第五節 岩體彈塑性有限元分析第六節 地下洞室錨噴支護彈塑性邊界元——有限元耦合計算法第七節 黏彈性錨噴支護洞室圍岩穩定性預測分析第八章 現場量測和監控設計第一節 監控設計的原理與方法第二節 現場量測的目的、內容和手段第三節 圍岩應力應變量測第四節 位移量測第五節 支護結構的應力應變量測第六節 圍岩聲波測試第七節 現場量測計劃和測試的有關規定第八節 量測數據的整理與處理第九節 施工監控及量測數據的分析與應用第九章 地下工程施工變形預測的人工智能方法第一節 地下工程施工變形預測方法綜述第二節 支持向量機回歸算法第三節 地下工程施工變形預測的支持向量機算法第四節 進化一自適應神經模糊推理系統算法第五節 地下工程施工變形預測的進化一自適應神經模糊推理系統第十章 彈性地基梁的計算理論第一節 概述第二節 彈性地基梁的計算模型第三節 彈性地基梁的撓曲微分方程及其初參數法第四節 彈性地基短梁、長梁及剛性梁第十一章 半被覆結構的計算第一節 作用在被覆結構上的荷載第二節 半被覆結構的計算簡圖第三節 半被覆結構的內力計算第十二章 直牆拱結構的計算第一節 直牆拱結構的計算簡圖及計算原理第二節 直牆拱結構的內力計算第三節 直牆拱結構的設計計算步驟及實例第十三章 複合式襯砌結構的設計與計算第一節 概述第二節 複合式襯砌的設計第三節 複合式襯砌的計算第十四章 地下油罐結構的設計與計算第一節 地下油罐設計的基本要求和分類第二節 地下油罐罐壁的計算第三節 地下油罐頂蓋的計算第四節 地下油罐環梁的計算第五節 地下油罐底板的計算第六節 分離式地下油罐的內力計算第七節 整體式油罐結構的內力計算第十五章 地下工程支護結構可靠度設計第一節 概述第二節 結構可靠度基本理論第三節 錨噴支護結構荷載效應分析第四節 錨噴支護結構可靠度設計參考文獻

第五章 錨噴支護工程類比設計
目前，國內一些錨噴支護設計規范都明確規定，錨噴支護設計應采用工程類比法為主，必要時輔以監控量測法和理論驗算法。尤其是對在中硬以上巖類地層中修建中小跨度的地下工程，一般按工程類比法就可最終確定錨噴支護的類型與參數。此外，當需要進行監控法設計和理論法設計時，工程類比設計仍是工程設計的重要依據。
第一節工程類比設計的原則與方法
工程類比設計法通常有直接對比法和間接類比法兩種。直接對比法一般是以圍巖的巖體強度和巖體完整性、地下水影響程度、洞室埋深、可能受到的地應力、工程的形狀與尺寸、施工的方法、施工的質量以及使用要求等方面因素，將設計的工程與上述條件基本相同的已建工程進行對比，由此確定錨噴支護的類型與參數。間接類比法一般是根據現行錨噴支護技術規范，按其圍巖類別表及錨噴支護設計參數確定擬建工程的錨噴支護類型與參數。
按照現代支護理論概念，錨噴支護參數應當是廣義的，既包括支護類型、支護數量和尺寸，又應包括工程開挖程序、方法及各作業的施作時機等。不過目前國內所有的錨噴支護技術規范都尚未發展到這一步，而在錨噴支護設計參數表中只給出支護的具體類型與具體數量尺寸參數。
各錨噴支護規范在編寫設計規定和錨噴支護設計參數表時，通常遵循的原則如下。
（1）錨噴支護設計參數表的制定是基于國內大量錨噴工程的實踐，它以工程實例為依據，并經過綜合分析，主要按圍巖類別與洞跨給出相應支護類型與參數。
（2）根據不同的圍巖壓力特點，對拱、墻等不同部位采用不同的支護參數。一般中等穩定以上的圍巖，主要為局部失穩破壞而承受松散地壓。所以，支護參數的選定應貫徹“拱是重點、拱墻有別”的原則；而對不穩定的圍巖，主要承受變形地壓，所以拱墻宜采用相同的支護參數。
（3）力求體現錨噴支護靈活性的特點及圍巖局部破壞局部加固、整體加固與局部加強的等強度支護原則。對不同的巖體和不同的部位分別采用不同的支護類型與參數。例如在同一級圍巖類別中相同跨度的洞室，可根據巖體結構類型、結構面傾角及巖層走向與洞軸線交角不同而不同。如緩傾角的層狀巖體或軟硬互層的層狀巖體，宜在拱部采用錨噴支護，而邊墻采用噴混凝土支護。又如巖層走向與洞軸線夾角較小，且為陡傾角巖層時，則必須在易向洞內順層滑落的邊墻上采用錨噴支護。因此，現行規范錨噴支護參數表中，對同一級的圍巖類別和洞跨，給出多種錨噴支護類型和參數，以便酌情選用。