《隧道工程》作业完整版讲解学习

1、精品文档精品文档精品文档精品文档绪论思考题什么是隧道？隧道的种类有哪些？和地面结构相比，隧道工程有哪些特点？试从隧道的广泛用途上论述学习、研究与发展隧道技术的重要意义。你认为隧道工程需要解决的难题有哪些？第二章思考题1、 隧道工程地质调查与勘测的内容有哪些？2、 施工地质超前预报的内容有哪些？345、 围岩的定义，围岩分级的目的？6、 围岩分级的基本因素有哪些？7、 影响围岩稳定性的主要因素有哪些？8、 简述我国铁路隧道设计规矩的围岩分级方法。第三章思考题：1、影响隧道位置选择的因素有哪些？2、越岭隧道与河谷隧道有何区别？它们在位置的选择上采取什么原则3、地质条件关于隧道位置选择有哪些影响？4

2、、隧道洞口位置的选择遵循哪些原则？确定洞口位置考虑哪些因素？5、什么是隧道净空？6、铁路隧道的横断面是根据什么设计的？7、简述曲线铁路隧道加宽的原因和方法。8、 曲线铁路隧道和直线隧道衔接的方法是什么？向直线方向延长什么？9、公路隧道建筑限界包含哪些内容？13m 和 22m 的理由是10、隧道衬砌断面设计的原则是什么？计算题1、某隧道位于半径 R=800m 的圆曲线上，经过三级围岩地段，设计为直墙式衬砌，曲线加宽40cm,中线偏移值=12.5cm，外轨超高值 E=9.5cm，隧道竣工后，测得 K23+15 K23+20 K23+25各起拱线处内外侧宽值如表11 所示，试按隧限一 2A 计算各点

3、侵限情况。桩号外侧宽/m内侧宽/mK23+152.532.77K23+202.542.76K23+252.5452.752、某单线铁路隧道位于圆曲线半径R=1000m缓和曲线长Lc=100m的曲线上，曲线全长L=309.44m，隧道进口桩号 K27+844,出口 K28+344, ZH点桩号 K27+958,设计最高行车 速度120km/h。试计算隧道加宽值 W 中线偏移值,并且绘图说明隧道断面的变化位置、线路中线和隧道中 线的关系。解：E=9.5cm:15cm，_W2)/2=12.5cm，曲线加宽W3W2 =40cm则：内侧加宽 W)=32.5cm，外侧加宽 W2=7.5cm。2A3-4-2

4、 则关于该隧道，不侵限的条件为：外侧：2.44+7.5/100=2.515m ;内侧：2.44+32.5/100=2.765m因此：K23+15 K23+20 K23+25 外侧都不侵限；K23+15 内侧不侵限，K23+20 K23+25 内侧侵限。解:m。2外轨超高值为：内侧加宽值为：E =0.764050WR44000.76122210.94cm :：:15cmR外侧加宽值为：W2R2.7E44001000100040501000,4.4cm2.7 10.94-33.6cm总加宽值为： W3 =Wr W? =33.6 :，4.4 = 38.0cm中线偏移值为：中线偏移值为：二_W2)/2

5、=(33.6_4.4)2=14.6cm则分段里程： 总与 偏断面：ZH 点 K27+944+ 993总/2与偏/2断面：K27+993出口K28+344示意图如下:习题：隧道断面变化平面示竟凰第四章1、隧道衬砌的类型及适用条件？2、洞门有何作用，有哪些洞门形式，适用于什么地质条件？3、什么是明洞？试述明洞的结构类型、受力特点和适用条件？4、如何做好隧道的防水与排水？5、避车洞部署的原则是什么？其底面标高是如何确定的？6、高速铁路隧道出口设置缓冲结构的原因是什么？有哪些相应的工程措施？7、 某单线曲线隧道，设计行车速度 160km/h，位于II 级围岩内，采用直墙式衬砌, 衬砌厚度为40cm,加

6、宽值 W=30cm 中线偏距=10cm 断面图。7. 4-1-44-1-1第五章作业 1.330米处围岩是IV25kN/m128m隧道上覆岩体厚度8 米，试计算并且判断该处隧道属深埋还是浅埋？川级围岩中的一直墙型隧道，埋深26m,围岩容重=22KN/m3，计算内摩擦角32,隧道宽 6m 高 8m。试按浅埋隧道确定围岩压力。i30m,V12m,10m,20KN/n力。ih=40m,20KN/m,内摩擦角$28：6m,8m试确定围岩压力。6.4m8m,W级围岩。已知：围岩容重角$530303m7m15m120KN/R ,围岩似摩擦1. .3一直墙型隧道建于软弱破碎岩体中，埋深40m,围岩岩石容重丫

7、=23KN/m,内摩檫角$b=360 R =8Mpa 6m 8m,b一直墙形隧道建于软弱破碎岩体中，埋深50m围岩容重丫=24KN/m,$=36,岩体压强度Q=12Mpa隧道宽6m,高8m,试确定围岩压力。答案：30米处围岩是IV25kN/m3 128m隧道上覆岩体厚度8 米，试计算并且判断该处隧道属深埋还是浅埋？解：用=10.1(12 - 5)=1.7q =0.45 225；4：=0.45 8 25 1.7 =153Kpa153qhq25=6.12mHq =(22.5)hq =(22.5) 6.12 (12.24 15.3) m 8m属于浅埋隧道。0. . .30川级围岩中的一直墙型隧道，埋

8、深26m,围岩容重Y=22KN/m$=32,隧道宽6m高8m试确定隧道围岩压力解：=1 0.1(6 一5) =1.1q0.4523，沐川=0.454221.143.56Kpa43.56h二 2.0mq22H q = (2 2.5)hq = (2 2.5) 2(4 5) m 26m属于深埋隧道。q = 0.45 2e=0.15q=6.5- 0.45 4 22 1.1 = 43.56 Kpai某隧道埋深为30m,围岩为V级，净宽为12m,净高为10m,围岩天然容重20KN/n，试计算该隧道围压力。i解：=10.1(12 -5) =1.7q=0.45251 =0.45 16 20 1.7 =244.

9、8Kpa沐心244.8h=12.24mq20Hq =(2 2.5)hq =(2 2.5) 12.24 (24.5 30.6) m 属于深埋隧道。q=0.45 25用=0.45 16 20 1.7 =244.8 Kpae (0.3 0.5)q (0.3 0.5)244.8=73.44122.4Kpa14. h=40m,20KN/R ,内摩擦角$28 6m,高18m 试确定围岩压力。解：此时令侧压力系数上覆土体产生围岩压力，则隧道顶部垂直压力：。一笋40 p+8tan(45。一笋水平压力:=812KPa驾=294KPa8 = 812 tan 45 2e2(812 -20 8 廿屛(45-竺)=35

10、1 KPa25.8m,W 级围岩。已知：围岩容重角$53003003m7m15m6.4m20KN/ni，围岩似摩擦结果）：=10.1(6.4 -5)=1.14q =0.454 1A. 0.45 8 20 1.14 =82.08KPaq82.08hq20=4.104mHq =(22.5)hq =(22.5) 4.104 (8.208 10.26)m1 .2 0 $埋深 3m 时，属于浅埋。q= h=60KPa, e= (q7 ：暮：咛 Ht)tan2 20) =15.67KPa; tan P -tan$0tan：1tan:(tan0-tantan0tan-)=143.67 KPa。口佔e2 =

11、H =42.42 KPa埋深15m时，属于深埋。q mhq=82.1KPa,e=(12.324.6)KPa一直墙型隧道建于软弱破碎岩体中，埋深40m,围岩岩石容重丫=23KN/m，内摩擦角$b=360R =8Mpa 6m 8m,解：bBa!Ht 2 2 2(1)泰沙基理论计算：确定自然平衡拱的半跨：0)=3 8tan(450-) =7.08m确定自然平衡拱的宽度：bi二一也=9.74mtan隧道的垂直压力为： p =2 方 =2x23x3x9.74 =1344.12 KPa水平侧压力为： e(2 120 甲(2b1 h)tan2(45) =82.2KPa22确定自然平衡拱的跨度：0申36。B1

12、 = Bt 2Ht tan(45- =6 2 仙海盲八体伽平衡拱高度为：平衡拱高度为：hb14.16/2fkb8/108.85m隧道的垂直压力为：q = h = 23 8.85 = 203.55Kpa丄2036水平压力 = 203.55tan2(450e2=(203.55238)tan2360)=52.94 Kpa) =100.8 Kpa1一直墙形隧道建于软弱破碎岩体中，埋深50m围岩容重丫=24KN/R ,$=36 ,岩体压强度R,=12Mpa隧道宽6m,高8m,1解：岩石坚固性系数 fkb=12/10=1.2 ,B丄丄0%a1Ht 2 2 2)=3-) =7.08m压力拱咼h 为h=5.9

13、m1.2隧道顶部垂直压力 q = h =24 X 5.9=141.6 Kpa二(141.6248)tan(45-236 )=86.6 Kpa6 = 141.6 tan (二(141.6248)tan(45-236 )=86.6 Kpa5 1.试绘出半衬砌拱圈的弯矩图和轴力图的大致形状。已知作用在衬砌基底面上的轴力N=870KN弯矩M=43.5KN.m,墙底厚度h=0.6m，围岩力系数为150MPa/m试求墙底中心的下沉量及墙底发生的转角。一关于称等厚平拱，衬砌厚度为50 cm,已知内力如下图示，墙底抗力系K=350MPa/m,请求出墙底中心水平位移、垂直位移以及墙底截面转角（注：图中 1、2、

14、3）4.解：应用温氏假定解之。匚=N .Z80 =1450KN/m2，101450h 0.6k 150 1036M6 43.5 =725KN 23 7254.83mmmaxh20.62150103二：=r2 =9.67+4.83=14.5mm申=-4.83=i6 1x10rah/20.6/25.解：求墙底中心水平位移：在轴力N 作用下:287 =574KN /m20.5由温氏假定：由温氏假定：、中5741.64mm k 350103则：墙底中心水平位移=1.64 cos60= 0.82mm墙底中心垂直位移=1.64 sin 600 = 1.42mm在弯矩M 作用下：墙底边缘应力匚边二6M4=3

15、60h20.5十360由温氏假定：边缘垂直于墙底面的位移边-=1.03mm边 k 350 汉 103墙底截面转角h/203 104.12 10ra0.5/2第六章作业隧道施工方法的种类和选择依据。比较新奥法和隧道围岩变形控制分析工法。定围岩变形已经稳定。指出错误，并且改正之。之。应该是：改为短台阶法；并且未稳定。第七章作业2.支撑架设时，在同一架钢支撑上安装了三支液压测力计（图某隧道在钢a）,测得各测力计的压力一一时间关系曲线，如图期支护时应采取的措施。b。试据此分析该断面的压力特征，并且说明加强初已知一座深埋圆形隧道，开挖直径 10m拱顶以上岩层覆盖厚度 495m围岩容重丫 =20KN/m3

16、E=104MPa粘结力C=1.5MPa030=1=0.2。试问： 开挖后不支护状态下，围岩是否出现塑性区？如果出现，问塑性区半径是多少？假定支护阻力P=8.5MPa,问洞室周边位移是多少？某公路隧道，关于量测数据进行回归分析后，知位移时态曲线方程为w =20+1)。已知隧道极限相关于位移值为144mm开挖6天后洞周实测相关于位移值为64mm试从位移值、位移速度、位移加速度三方面判断开挖6天后的隧道稳定性。u=126.321n(10.2mm/定？是否需要采取加强措施？3m处，位移随时间变化不大，围岩的松动范围应该在该处附近。如用锚杆加固，锚杆长度应该超过围岩松动围，锚杆长度应采用3.54m为宜。

17、解：该段地层断面I和断面III鲜明压力不关于称，存在偏压现象；应在隧道断面III止偏压造成的隧道受力不均，使隧道稳定性变差。3. 解：He=4955=500m，计算出2H220500=20MPa；2 cos 由 Rb 二2cos.cR =5.2MPa,求得1 -sin 甲,求得2 He Rb , 洞周出现塑性区。由匕=上泄，Rp 平洋仝鼻绝尸1-sin， P G+1Rb1 _sin 冲He Ccot 2sm （教材 5-4-13 式），得 Rp = 7.78m或 Rp 二 R0 （1 sin ） C cot -由P0 .；z =；Hc, G=E/2（1：【二）2ur2P-（2rr2Gr -1 a2sin2s