课程简介
随着我国国民经济的飞速发展，城市地铁、轻轨、高速铁路、高速公路、水电、矿山、市政交通、高层建筑及地下商业建筑等都有了很大的发展。城市地下空间的利用范围相当广泛，包括居住、交通、商业、文化、生产、防灾等各种用途。合理开发利用地下空间，既可以拓展城市空间、节约土地资源，又可以缓解交通拥挤、改善城市环境，亦有利于城市的减灾防灾；既是有效解决城市人口、环境、资源等问题的重要举措，又是实现城市可持续发展的重要途径。
课程内容包括地下结构的基本概念、荷载类型及确定方法、弹性地基梁理论、地下结构的力学计算方法、地下结构的数值分析方法和地下结构可靠度理论；以及浅埋式地下结构设计、附建式地下结构设计、地下连续墙结构设计、基坑支护结构设计、盾构法隧道结构设计、沉井结构设计、沉管结构设计、顶管管幕及箱涵结构设计、整体式隧道结构设计、锚喷支护结构设计和特殊地下结构设计。
通过该课程的学习，能够了解地下结构设计的规范与设计的基本理论，掌握地下结构设计与计算的基础理论和技能，为从事地下结构设计方面的工作打下坚实的基础。
该课程适用于城市地下空间工程、建筑工程、公路工程、铁路工程、桥梁与隧道工程、水利水电工程等相关专业的高年级本科生及相关专业研究生，也可供相关专业工程技术人员参考学习。
课程参考国内外地下结构方向相关教材和文献，并结合新规范、工程案例和数值模拟，重点突出地下结构设计的基本概念、基本理论和基本方法；部分章节内容采用了板书推导。
课程大纲
绪论
1.1 地下结构的发展现状
1.2 地下结构的概念、作用和形式
1.3 地下结构的特点
1.4 地下结构的设计程序内容
1.5 地下结构面临的挑战
地下结构的荷载
2.1 荷载的种类和组合
2.2 荷载的确定方法
2.3 经典土压力理论-静止土压力
2.4 经典土压力理论-库伦土压力
2.5 经典土压力理论-朗肯土压力
2.6 围岩压力、影响因素及计算方法
2.7 浅埋结构上的垂直围岩压力
2.8 深埋结构上的垂直围岩压力
2.9 弹性抗力及其他荷载
弹性地基梁理论
3.1 弹性地基梁
3.2 按温克尔假定计算弹性地基梁的基本方程
3.3 初参数和双曲三角函数的引用
3.4 荷载引起的附加项
3.5 按温克尔假定计算短梁-例题
3.6 按温克尔假定计算长梁
3.7 按温克尔假定计算长梁-例题
3.8 按地基为弹性半无限平面体假定计算基础梁
3.9 按地基为弹性半无限平面体假定计算基础梁-表格的使用
地下结构的力学计算方法
4.1 地下结构的设计方法及设计模型
4.2 荷载-结构法
4.3 地层-结构法
4.4 黏弹性模型
4.5 算例
地下结构的数值计算方法
5.1 数值计算方法概述
5.2 有限差分法
5.3 有限单元法
5.4 边界单元法和离散单元法
5.5 数值计算应用实例一
5.6 数值计算应用实例二
5.7 数值计算应用实例三
地下结构可靠度理论
6.1 地下结构的不确定因素及可靠度分析特点
6.2 可靠度分析的基本原理
6.3 地下结构的可靠度
6.4 中心点法
6.5 验算点法
6.6 结构体系的可靠度
6.7 地下结构可靠度-算例
浅埋式地下结构设计
7.1 浅埋式地下结构概述
7.2 矩形闭合框架计算
7.3 设计弯矩、剪力及轴力计算
7.4 构造要求
7.5 变形缝的设计及构造
7.6 浅埋式地下结构设计-算例
附建式地下结构设计
8.1 附建式地下结构概述
8.2 附建式地下结构形式及构造
8.3 梁板式结构
8.4 装配式结构及口部结构
地下连续墙结构设计
9.1 地下连续墙结构概述
9.2 地下连续墙的设计
9.3 地下连续墙的静力计算-山肩邦男法
9.4 地下连续墙的静力计算-弹性法
9.5 地下连续墙细部设计
9.6 地下连续墙设计-算例
基坑支护结构设计
10.1 基坑支护结构概述
10.2 水泥土桩墙
10.3 土钉墙
10.4 基坑稳定性验算
10.5 自动化监测技术在深基坑工程的应用
10.6 基坑工程设计
盾构法隧道结构设计
11.1 盾构法隧道结构概述
11.2 衬砌形式和构造
11.3 衬砌结构荷载的确定
11.4 盾构隧道常用的设计模型
11.5 衬砌结构内力计算-内力系数表
11.6 衬砌断面设计
11.7 盾构法隧道结构设计算例
沉井结构设计
12.1 沉井结构概述
12.2 沉井的类型
12.3 沉井的构造
12.4 沉井结构设计计算
12.5 沉井刃脚验算
12.6 沉井井壁计算
12.7 沉井封底计算
12.8 沉箱结构
沉管结构设计
13.1沉管结构概述
13.2 沉管结构设计
13.3 沉管基础
13.4 管段隧道的管段浮运沉放技术
顶管结构设计
14.1 顶管结构概述
14.2 顶管掘进机选型及特点
14.3 顶管施工关键技术
14.4 曲线顶管及微型顶管技术
整体式隧道结构设计
15.1 整体式隧道结构概述
15.2 整体式隧道结构的一般技术要求及计算方法
15.3 半衬砌结构
15.4 直墙拱形衬砌
15.5 曲墙衬砌结构
15.6 复合衬砌结构
15.7 连拱隧道结构
锚喷支护结构设计
16.1 围岩分级
16.2 锚喷支护设计
16.3 锚喷支护监控设计及施工信息的反馈
特殊结构设计
17.1 穹顶直墙结构
17.2 洞门
17.3 端墙和岔洞
17.4 斜井和竖井
1.1 地下结构的发展现状
1.2 地下结构的概念、作用和形式
1.3 地下结构的特点
1.4 地下结构的设计程序内容
1.5 地下结构面临的挑战
地下结构的荷载
2.1 荷载的种类和组合
2.2 荷载的确定方法
2.3 经典土压力理论-静止土压力
2.4 经典土压力理论-库伦土压力
2.5 经典土压力理论-朗肯土压力
2.6 围岩压力、影响因素及计算方法
2.7 浅埋结构上的垂直围岩压力
2.8 深埋结构上的垂直围岩压力
2.9 弹性抗力及其他荷载
弹性地基梁理论
3.1 弹性地基梁
3.2 按温克尔假定计算弹性地基梁的基本方程
3.3 初参数和双曲三角函数的引用
3.4 荷载引起的附加项
3.5 按温克尔假定计算短梁-例题
3.6 按温克尔假定计算长梁
3.7 按温克尔假定计算长梁-例题
3.8 按地基为弹性半无限平面体假定计算基础梁
3.9 按地基为弹性半无限平面体假定计算基础梁-表格的使用
地下结构的力学计算方法
4.1 地下结构的设计方法及设计模型
4.2 荷载-结构法
4.3 地层-结构法
4.4 黏弹性模型
4.5 算例
地下结构的数值计算方法
5.1 数值计算方法概述
5.2 有限差分法
5.3 有限单元法
5.4 边界单元法和离散单元法
5.5 数值计算应用实例一
5.6 数值计算应用实例二
5.7 数值计算应用实例三
地下结构可靠度理论
6.1 地下结构的不确定因素及可靠度分析特点
6.2 可靠度分析的基本原理
6.3 地下结构的可靠度
6.4 中心点法
6.5 验算点法
6.6 结构体系的可靠度
6.7 地下结构可靠度-算例
浅埋式地下结构设计
7.1 浅埋式地下结构概述
7.2 矩形闭合框架计算
7.3 设计弯矩、剪力及轴力计算
7.4 构造要求
7.5 变形缝的设计及构造
7.6 浅埋式地下结构设计-算例
附建式地下结构设计
8.1 附建式地下结构概述
8.2 附建式地下结构形式及构造
8.3 梁板式结构
8.4 装配式结构及口部结构
地下连续墙结构设计
9.1 地下连续墙结构概述
9.2 地下连续墙的设计
9.3 地下连续墙的静力计算-山肩邦男法
9.4 地下连续墙的静力计算-弹性法
9.5 地下连续墙细部设计
9.6 地下连续墙设计-算例
基坑支护结构设计
10.1 基坑支护结构概述
10.2 水泥土桩墙
10.3 土钉墙
10.4 基坑稳定性验算
10.5 自动化监测技术在深基坑工程的应用
10.6 基坑工程设计
盾构法隧道结构设计
11.1 盾构法隧道结构概述
11.2 衬砌形式和构造
11.3 衬砌结构荷载的确定
11.4 盾构隧道常用的设计模型
11.5 衬砌结构内力计算-内力系数表
11.6 衬砌断面设计
11.7 盾构法隧道结构设计算例
沉井结构设计
12.1 沉井结构概述
12.2 沉井的类型
12.3 沉井的构造
12.4 沉井结构设计计算
12.5 沉井刃脚验算
12.6 沉井井壁计算
12.7 沉井封底计算
12.8 沉箱结构
沉管结构设计
13.1沉管结构概述
13.2 沉管结构设计
13.3 沉管基础
13.4 管段隧道的管段浮运沉放技术
顶管结构设计
14.1 顶管结构概述
14.2 顶管掘进机选型及特点
14.3 顶管施工关键技术
14.4 曲线顶管及微型顶管技术
整体式隧道结构设计
15.1 整体式隧道结构概述
15.2 整体式隧道结构的一般技术要求及计算方法
15.3 半衬砌结构
15.4 直墙拱形衬砌
15.5 曲墙衬砌结构
15.6 复合衬砌结构
15.7 连拱隧道结构
锚喷支护结构设计
16.1 围岩分级
16.2 锚喷支护设计
16.3 锚喷支护监控设计及施工信息的反馈
特殊结构设计
17.1 穹顶直墙结构
17.2 洞门
17.3 端墙和岔洞
17.4 斜井和竖井