自考13444地下结构设计考试大纲（2024年版）

[13444] 《地下结构设计》自学考试大纲浙江省教育考试院 2024 年 12 月自学用书：地下结构设计, 崔振东编著，中国建筑工业出版社，2022 年 8 月第二版.参考书目：

[1] 李志业等. 地下结构设计原理与方法. 西南交通大学出版社, 2003.

[2] 穆保岗等. 地下结构工程（第二版）. 东南大学出版社, 2012.

[3] 朱合华等. 地下建筑结构（第三版）.中国建筑工程出版社，2016.课程性质与设置目的要求本课程性质属于土木工程专业必选课，地下工程专业的选修课。开设本课程的目的是使学生掌握地下结构的概念、作用及设计基本原理。通过本课程的学习，了解地层与结构共同作用概念、分析原则和工程应用及浅埋式地道结构、附建式地下结构、沉井结构、地下连续墙结构、盾构地下结构和沉管结构形式、 构造特点；熟练掌握地下工程荷载设计方法、弹性抗力局部变形计算方法及地下结构计算方法，如矩形框架结构、地下室结构、沉井结构、盾构结构、地下连续墙结构计算。

二、考核内容及目标

考核内容:通过了解地下结构的布置形式、构造特征，地下结构与岩土体局部和共同作用关系，从而使学生熟练掌握地下结构荷载计算方法及地下结构计算原理和方法，如矩形框架结构、地下室结构、沉井结构、盾构结构、地下连续墙结构计算。

主要目标：

（1）知识：掌握地下结构工程领域内基础核心知识——地下结构设计的基本理论和基本知识，以专业知识和语言正确识别和表达地下工程问题，进行推理建模计算；

（2）能力：提高学生发现、分析和解决问题的能力——对地下结构基本构件具有建模分析和设计计算的能力，应用于工程实际，符合设计规范要求；

（3）素质：培养刻苦务实、精勤进取的素质和工程安全意识——通过认识地下结构基本构件设计计算的复杂性和多样性，了解地下工程问题解答的不唯一性，培养学生不怕艰苦追求卓越的思想品质。

第一章 绪论

1、学习目的和要求

了解地下结构作用概念、分类、形式以及地下结构设计程序、内容和计算原则。

（1）地下结构含义；（2）地下结构分类、形式；（3）地下结构的设计内容和程序。

（1）了解地下结构工程的历史及发展现状；

（2）了解我国地下结构建设中存在的挑战；

（3）掌握地下结构的概念及分类。

第二章 地下结构荷载

1、学习目的和要求

掌握如何计算土压力和围岩压力，了解地层弹性抗力和初始地应力的概念及开挖引起的地应力释放。

（1）掌握土压力计算方法；（2）掌握岩层中围岩压力的计算方法；（3）掌握地下结构荷载种类及组合方法；（4）了解弹性抗力概念；（5）了解开挖引起的地应力释放规律及计算；（6）了解初始地应力的概念及测试。

（1）了解地下结构工程荷载种类及确定方法；

（2）了解初始地应力测试方法及释放规律；

（3）掌握土压力和围岩压力的计算方法。

第三章 弹性地基梁理论了解弹性地基梁概念及温克尔假定

；了解短梁、无限长梁和半无限长梁计算；掌握弹性地基梁计算模型及适用条件和计算用表。

3、考核知识点

（1）弹性地基梁概念及温克尔假定；（2）短梁、无限长梁和半无限长梁计算； （3）弹性地基梁计算模型及适用条件和计算用表。

（1）了解弹性地基梁概念及温克尔假定；（2）了解短梁、无限长梁和半无限长梁计算；（3）掌握弹性地基梁计算模型及适用条件和计算用表。

第四章 地下结构的力学计算方法了解地下结构的计算模型和计算方法及岩土体本构模型

；掌握地下结构结构计算的两种模型（荷载结构模型、地层结构模型）；掌握地下结构结构计算方法的优缺点及适用条件。

（1）地下结构衬砌结构的主要荷载；（2）地下结构结构体系常用的设计模型；（3）地下结构结构计算方法的优缺点及适用条件。

（1）了解地下结构的计算模型和计算方法及岩土体本构模型；

（2）掌握地下结构结构计算的两种模型（荷载结构模型、地层结构模型）；

（3）掌握地下结构结构计算方法的优缺点及适用条件。

第五章 地下结构数值分析方法了解地下结构数值分析方法概念和

应用；掌握有限单元法、有限差分法的原理及应用 （ANSYS、FLAC 软件）。

（1）地下结构数值分析方法概念和应用；（ 2）有限单元法、有限差分法的原理及应用（ANSYS、FLAC 软件）。

（1）了解地下结构数值分析方法概念和应用；

（2）掌握有限单元法、有限差分法的原理及应用（ANSYS、FLAC 软件）。

第六章 地下结构可靠度理论了解地下结构工程可靠度发展历程及特点

；掌握地下结构工程可靠度基本原理；掌握中心点法及验算点法的计算方法。

（1）地下结构工程可靠度发展历程及特点；（2）地下结构工程可靠度基本原理；（3）中心点法及验算点法的计算方法。

（1）了解地下结构工程可靠度发展历程及特点；（2）掌握地下结构工程可靠度基本原理；（3）

掌握中心点法及验算点法的计算方法。

第七章 浅埋式地下结构设计了解浅埋式地下结构概念、形式及特点

；掌握浅埋式矩形框架设计构造要求；掌握浅埋式矩形框架荷载确定及结构简化形式；掌握弹性地基上框架结构内力计算。

（1）浅埋式地下结构概念、形式及特点；（2）浅埋式矩形框架设计构造要求；（3）浅埋式矩形框架荷载确定及结构简化形式；（4）弹性地基上框架结构内力计算。

（1）了解浅埋式地下结构概念、形式及特点；（2）掌握浅埋式矩形框架设计构造要求；掌握浅埋式矩形框架荷载确定及结构简化形式；掌握弹性地基上框架结构内力计算。

第八章 附建式地下结构设计了解附建式地下结构及口部结构构造

要求；了解附建式地下结构概念、形式、特点；掌握梁板式及装配式地下结构设计方法。

（1）附建式地下结构及口部结构构造要求；（2）附建式地下结构概念、形式、特点；（3）梁板式及装配式地下结构设计方法。

（1）了解附建式地下结构及口部结构构造要求；（2）了解附建式地下结构概念、形式、特点；

（3）掌握梁板式及装配式地下结构设计方法。

第九章 地下连续墙结构设计了解地下连续墙概念及构造

要求；掌握地下连续墙设计计算流程及设计方法。

（1）地下连续墙概念及构造要求；（2）地下连续墙设计计算流程及设计方法。

（1）了解地下连续墙概念及构造要求；

（2）掌握地下连续墙设计计算流程及设计方法。

第十章 基坑支护结构设计了解基坑支护结构概念及构造

要求；了解基坑支护稳定性分析内容及方法；掌握基坑支护结构内力设计计算及水土压力计算方法。

（1）基坑支护结构概念及构造要求；（2）坑支护稳定性分析内容及方法；（3）基坑支护结构内力设计计算及水土压力计算方法。

（1）了解基坑支护结构概念及构造要求；（2）了解基坑支护稳定性分析内容及方法；（3）

掌握基坑支护结构内力设计计算及水土压力计算方法。

第十一章 盾构法隧道结构设计了解盾构法隧道形式及构造

要求；了解盾构法隧道防水处理方法及构造要求；掌握盾构法隧道设计计算原则及设计模型。

（1）盾构法隧道形式及构造要求；（2）盾构法隧道防水处理方法及构造要求；（3）盾构法隧道设计计算原则及设计模型。

（1）了解盾构法隧道形式及构造要求；（2）了解盾构法隧道防水处理方法及构造要求；

（3）掌握盾构法隧道设计计算原则及设计模型。

第十二章 沉井结构设计了解沉井结构概念及构造

要求；了解压气沉箱工法原理及特点；掌握沉井设计流程及设计方法；

掌握沉箱结构概念、特点及构造；

（1）沉井结构概念及构造要求；（2）压气沉箱工法原理及特点；（3）掌握沉井设计流程及设计方法；（4）沉箱结构概念、特点及构造；

（1）了解沉井结构概念及构造要求和压气沉箱工法原理及特点

（2）掌握沉井设计流程及设计方法和沉箱结构概念、特点及构造；

第十三章 沉管结构设计了解沉管结构形式及构造

要求及基础处理；了解沉管结构防水处理方法及构造要求；掌握沉管结构设计计算原则及设计模型。

（1）沉管结构形式及构造要求及基础处理；（2）沉管结构防水处理方法及构造要求；（3）

沉管结构设计计算原则及设计模型。

（1）了解沉管结构形式及构造要求及基础处理和防水处理方法及构造要求；（2）掌握沉管结构设计计算原则及设计模型。

第十四章 顶管、管幕及箱涵结构设计了解顶管、管幕及箱涵结构形式及构造

要求；掌握顶管、管幕及箱涵结构设计计算原则及设计模型。

（1）顶管、管幕及箱涵结构形式及构造要求；（2）顶管、管幕及箱涵结构设计计算原则及设计模型。

（1）了解顶管、管幕及箱涵结构形式及构造要求；（2）掌握顶管、管幕及箱涵结构设计计算原则及设计模型。

第十五章 整体式隧道结构设计了解整体式隧道结构形式及构造

要求；掌握半衬砌、直墙拱型、曲墙式结构受力特点及计算方法；

掌握复合式及联拱式衬砌结构设计模型。

（1）整体式隧道结构形式及构造要求；（2）半衬砌、直墙拱型、曲墙式结构受力特点及计算方法；（3）复合式及联拱式衬砌结构设计模型。

（1）了解整体式隧道结构形式及构造要求；（2）掌握半衬砌、直墙拱型、曲墙式结构受力特点及计算方法和复合式及联拱式衬砌结构设计模型。

第十六章 锚喷支护结构设计了解锚喷支护结构形式

；掌握锚喷支护结构受力特点及计算方法；掌握锚喷支护结构监测及围岩分级。

（1）锚喷支护结构形式；（2）锚喷支护结构受力特点及计算方法；（3）锚喷支护结构监测及围岩分级。

（1）了解锚喷支护结构形式；（2）掌握锚喷支护结构受力特点及计算方法；（3）掌握锚喷支护结构监测及围岩分级。

第十七章 特殊地下结构设计了解穹顶直墙结构形式及设计原理

；了解圆形、矩形竖井构造形式；掌握洞门稳定性计算；掌握圆形、矩形竖井计算方法。

（1）穹顶直墙结构形式及设计原理；（2）圆形、矩形竖井构造形式；（3）洞门稳定性计算；

（4）圆形、矩形竖井计算方法。

（1）了解穹顶直墙结构形式及设计原理；（2）了解圆形、矩形竖井构造形式；（3）掌握洞门稳定性计算；（4）掌握圆形、矩形竖井计算方法。

题型举例（考试时间为 150 分钟，题型仅作参考，实际命题时不受此限）

（一）填空题

1.土压力包括 、 和被动土压力三种类型。

2.我国采用的地下结构设计方法分为 、 、 、 。

（二）单项选择题

3.下列为地下结构承受的被动荷载是（ D ）。

A 土压力 B 结构重量 C 地震荷载 D 弹性抗力

4.下列为整体式地下结构的是（ D ）

A、沉管结构；

B、顶管结构；

C、管幕结构；

D、曲墙式结构。

（三）多项选择题

5.穹顶直墙结构主要包括（ ）。

A、直墙 B、穹顶 C、环框 D、基础 E、端墙

6.地下结构数值计算方法主要有（ ）。

A、有限差分法 B、有限单元法 C、颗粒流法 D、光滑粒子流 E、分子动力学法（四）名词解释题

7.附建式地下结构； 8.顶管；9. 锚喷支护（五）简答题

10.简述地下结构与岩土体相互作用的分析原则是什么？

11. 锚喷支护设计原则有哪些？

（六）计算题

12.某地下矩形框架结构埋深为 28m，岩土体天然容重 20KN/m3，净宽为 15m，净高为 10m，试计算该地下矩形框架结构内力。

13.某基坑工程开挖深度为 6m，采用一道锚杆加板结构支护，锚杆支点距离地表为 1.5m，支点水平距离为 2m，周围土体容重为 20KN/m3，内摩擦角为 25°，粘聚力为 C=0,地面施工荷载为 20kPa，试按照等值梁法计算板的最小长度和锚杆拉力和最大弯矩。