隧道工程作业完整版

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1、绪论思考题1. 什么是隧道？2. 隧道的种类有哪些？3. 隧道设计包括的内容有哪些?4. 和地面结构相比，隧道工程有哪些特点？5. 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。6. 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？3、 简述岩石与岩体的区别。4、 岩体的工程性质有哪些？5、 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范的围岩分级方法。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

2、隧道有何区别？它们在位置的选择上采取什么原则？3、 地质条件对隧道位置选择有哪些影响？4、 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13m和22m的理由是什么？9、 公路隧道建筑限界包含哪些内容？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，通过三级围岩地段，设计为直墙式衬砌，曲线加宽40cm，中线偏移值d=12.5cm，外轨超高值E=9.5cm，隧道竣工后，测得DK23+15

3、、DK23+20、DK23+25各起拱线处内外侧宽值如表1所示，试按隧限2A计算各点侵限情况。表1桩号外侧宽/m内侧宽/mDK23+152.532.77DK23+202.542.76DK23+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DK27+844，出口DK28+344，ZH点桩号DK27+958，设计最高行车速度为120km/h。试计算隧道加宽值W，中线偏移值d，并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。1.解： ，曲线加宽则：内侧加宽=32.5cm，外侧加宽=7.5cm。由

4、“隧限2A”的图3-4-2（教材）所示：隧道起拱线处曲线半径为2.44m。则对该隧道，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：DK23+15、DK23+20、DK23+25外侧都不侵限；DK23+15内侧不侵限，DK23+20、DK23+25内侧侵限。2.解：外轨超高值为： 内侧加宽值为：外侧加宽值为：总加宽值为：中线偏移值为：则分段里程：与断面：ZH点DK27+948993 与 断面： DK27+993出口DK28+344示意图如下：第四章习题：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

5、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、避车洞布置的原则是什么？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，加宽值W=30cm，中线偏距d=10cm，线路上部建筑为次重型，试查表确定其主要尺寸，并绘制衬砌施工断面图。7.见教材图4-1-4，设计参数见表4-1-1第五章 作业11. 某公路隧道进口30米处围岩是IV级，容重25kN/m3，开挖断面宽度12米，净高为8m，隧道上覆岩体厚度8米

6、，试计算并判断该处隧道属深埋还是浅埋？2. 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320，隧道宽6m，高8m。试按浅埋隧道确定围岩压力。3. 某隧道埋深为30m，围岩为级，净宽为12m，净高为10m，围岩天然容重20KN/m3，试计算该隧道围岩压力。4. 沙性土质隧道，埋深h=40m，围岩容重20KN/m3，内摩擦角280，隧道宽6m，高8m，试确定围岩压力。5. 某隧道内空净宽6.4m，净高8m，级围岩。已知：围岩容重20KN/m3，围岩似摩擦角530，摩擦角300，试求埋深为3m、7m、15m处的围岩压力。 6.一直墙型隧道建于软弱破碎岩体中，埋深40m，

7、围岩岩石容重23KN/m3，内摩檫角360，岩石抗压强度Rb =8Mpa，隧道宽6m，高8m，使用泰沙基理论和普氏理论确定围岩压力。7. 一直墙形隧道建于软弱破碎岩体中，埋深50m，围岩容重24KN/m3，360，岩体抗压强度Rb=12Mpa，隧道宽6m，高8m，试确定围岩压力。答案：1. 某公路隧道进口30米处围岩是IV级，容重25kN/m3，开挖断面宽度12米，净高为8m，隧道上覆岩体厚度8米，试计算并判断该处隧道属深埋还是浅埋？解：Kpa8m属于浅埋隧道。2. 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320，隧道宽6m，高8m，试确定隧道围岩压力。解：Kp

8、a26m属于深埋隧道。 Kpa=6.5 Kpa3. 某隧道埋深为30m，围岩为级，净宽为12m，净高为10m，围岩天然容重20KN/m3，试计算该隧道围岩压力。解：Kpa属于深埋隧道。 Kpa=73.44122.4 Kpa4. 沙性土质隧道，埋深h=40m，围岩容重20KN/m3，内摩擦角280，隧道宽6m，高8m，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： =812KPa 水平压力：=294KPa=351 KPa5. 某隧道内空净宽6.4m，净高8m，级围岩。已知：围岩容重20KN/m3，围岩似摩擦角530，摩擦角300，试求埋深为3m、7m、15m处的

9、围岩压力。 解：求自然拱高度；判断深浅埋分界；分别按浅或深埋隧道求围岩压力。 结果(小数点后四舍五入)： KPa埋深3m时，属于浅埋。 q=60KPa， e=15.67KPa； 埋深7m时，属于浅埋。=3.5378=0.1414=143.67 KPa=19.8KPa=42.42 KPa埋深15m时，属于深埋。=82.1KPa，e=(12.324.6)KPa6.一直墙型隧道建于软弱破碎岩体中，埋深40m，围岩岩石容重23KN/m3，内摩擦角360，岩石抗压强度Rb =8Mpa，隧道宽6m，高8m，使用泰沙基理论和普氏理论确定围岩压力。解：（1）泰沙基理论计算：确定自然平衡拱的半跨： 确定自然平衡

10、拱的宽度：隧道的垂直压力为： KPa水平侧压力为：=82.2 KPa（2）普氏理论计算：确定自然平衡拱的跨度：平衡拱高度为：隧道的垂直压力为：Kpa水平压力 =52.94 Kpa =100.8 Kpa7. 一直墙形隧道建于软弱破碎岩体中，埋深50m，围岩容重24KN/m3，360，岩体抗压强度Rb=12Mpa，隧道宽6m，高8m，试确定围岩压力。解：岩石坚固性系数=12/10=1.2，压力拱高h为=5.9m隧道顶部垂直压力=245.9=141.6 Kpa=36.76 Kpa=86.6 Kpa第5章 作业31. 隧道结构的受力特点？隧道结构体系的概念？2. 试绘出半衬砌拱圈的弯矩图和轴力图的大致

11、形状。3. 什么是围岩弹性抗力？计算模型中有哪几种处理方式？温氏假定与它有什么关系？4. 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，围岩抗力系数为150MPa/m。试求墙底中心的下沉量及墙底发生的转角。5. 一对称等厚平拱，衬砌厚度为50 cm，已知内力如下图示，墙底抗力系数Kd=350 MPa/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、3为截面编号)。 4.解：运用温氏假定解之。 ， , 墙底中心下沉量=9.67+4.83=14.5mm墙底转角5.解：求墙底中心水平位移：在轴力N作用下： 墙底中心应力由温氏假定：则

12、：墙底中心水平位移墙底中心垂直位移在弯矩M作用下：墙底边缘应力由温氏假定：边缘垂直于墙底面的位移墙底截面转角 第六章 作业1. 隧道施工方法的种类和选择依据。2. 采用台阶法施工时，影响台阶长度的主要因素是什么？环形开挖留核心土法是如何稳定开挖工作面的？3. 比较新奥法和隧道围岩变形控制分析工法。4. 某隧道位于软弱破碎地层中，采用长台阶法施工。施工过程中发现洞室周边位移加速度等于零，因而断定围岩变形已经稳定。指出错误，并改正之。5. 新奥法施工时，隧道开挖后，为了调动围岩的承载能力，不宜立即喷射混凝土，而应经量测后，再施喷。为了隧道的稳定，复合式衬砌应在锚喷支护完毕后立即修筑内层模筑混凝土衬

13、砌。指出错误，并改正之。4. 应该是： 改为短台阶法；并未稳定。5. 应该是：立即喷射混凝土；经监控量测，围岩基本稳定后，再修筑内层模筑混凝土衬砌。 第七章 作业1某隧道在开挖过程中用多点位移计对拱顶围岩内部位移进行了量测，不同时刻各点的位移值不同，结果绘于右图。试据此图判断拱顶围岩的松动范围；如用锚杆加固，其长度如何确定？2某隧道在钢支撑架设时，在同一架钢支撑上安装了三支液压测力计（图a），测得各测力计的压力时间关系曲线，如图b。试据此分析该断面的压力特征，并说明加强初期支护时应采取的措施。图a 图b3. 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20KN/

14、m3，弹性模量E=104MPa，粘结力C=1.5MPa，围岩内摩擦角300，侧压力系数=1，泊松比=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Pi=8.5MPa，问洞室周边位移是多少？4. 某公路隧道，对量测数据进行回归分析后，知位移时态曲线方程为。已知隧道极限相对位移值为144mm，开挖6天后洞周实测相对位移值为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。5. 某铁路隧道，位移时态曲线方程为。若以位移速度小于0.2mm/日为隧道稳定的判断准则，试从位移速度和位移加速度这两方面判断隧道能否稳定？需要多长时间才能稳定？是否需要采取加强措施？1.解：由图可见，在距岩面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范围，锚杆长度应采用3.54m为宜。2.解：该段地层断面I和断面III明显压力不对称，存在偏压现象；应在隧道断面III所在侧加强支护，以防止偏压造成的隧道受力不均，使隧道稳定性变差。3.解：，计算出； 由，求得 ，洞周出现塑性区。 由，或(教材5-4-13式)，得由，