《隧道工程》作业完整版

1、word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、研究与开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容有哪些？2、施工地质超前预报的容有哪些？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、围岩分级的根本因素有哪些？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

2、位置的选择上采取什么原如此？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如此？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容？10、隧道衬砌断面设计的原如此是什么？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+1SDK23+20DK23+25各起

3、拱线处外侧宽值如表1所示，试按隧限一2A计算各点侵限情况。表1桩号外侧宽/m侧宽/mDK23+15DK23+20DK23+252、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WW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：E9.5cm15cm,dWW2)/212.5cm,曲线加宽W3皿W240cm如此：侧加宽皿=32.5cm,外侧加宽W2=7.5cm。2.44m。由“隧限

4、一2A'的图3-4-2教材所示：隧道起拱线处曲线半径为如此对该隧道，不侵限的条件为：因此：DK23+15DK23+20DK23+25外侧都不侵限;DK23+15侧不侵限,DK23+2Q DK23+25侧侵限。2 / 112 .解:外轨超高值为:0.76V220.76 0- 10.94 cm 15cm1000侧加宽值为:Wi40502.7E外侧加宽值为:W2R440044001000总加宽值为:W3W1W233.6中线偏移值为：d W W2)/240502.7 10.94 33.6cm10004.4cm4.4 38.0cm(33.6 4.4)2 14.6cm如此分段里程：d总与d偏断面：

5、ZH点DK27+94广+993d总/2与d偏/2断面：DK27+993出口 DK28+344示图如下随道惭面变化平面示意图第四章习题:word13 / 111、隧道衬砌的类型与适用条件？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、避车洞布置的原如此是什么？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，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

6、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，试计算并判断该处隧道属深埋还是浅埋？2 .m级围岩中的一直墙型隧道，埋深26nl围岩容重丫=22KN/nf,计算摩擦角4=32°,隧道宽6m,高8s试按浅埋隧道确定围岩压力。3 .某隧道埋深为30m,围岩为V级，净宽为12m,净高为10nl围岩天然容重2°KN/n3,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T=20KN/mi

7、,摩擦角4=28。，隧道宽6m,高8成试确定围岩压力。5 .某隧道空净宽6.4m,净高8m,IV级围岩。：围岩容重T=20KN/m3,围岩似摩擦角。=530,摩擦角。=300,试求埋深为3nl7nl15m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,围岩岩石容重丫=23KN/m3,摩榛角。=360,岩石抗压强度R=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,围岩容重丫=24KN/m3,。=360,岩体抗压强度R=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，

8、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：10.1(125)1.7q0.452410.458251.7153Kpahq1536.12mHq(22.5)hq(22.5)6.12(12.2415.3)m>8m属于浅埋隧道。2 .m级围岩中的一直墙型隧道，埋深26nl围岩容重丫=22KN/m3,计算摩擦角()=320,隧道宽6m,高8m,试确定隧道围岩压力。解：10.1(65)1.1q 0.45 23 10.45 4 22 1.1 43.56 Kpahqq 43.56222.0mHq(22.5)hq(22.5)2(45)m

9、<26m属于深埋隧道。3 1q 0.45 20.45 4 22 1.1 43.56 Kpae0.15q=6.5Kpa3 .某隧道埋深为30m,围岩为V级，净宽为12m,净高为10nl围岩天然容重20KN/R3,试计算该隧道围岩压力。解：10.1(125)1.7_51_q0.452510.4516201.7244.8Kpahq244.82012.24mHq(22.5)hq(22.5)12.24(24.530.6)m属于深埋隧道。_51_q0.4520.4516201.7244.8Kpae(0.30.5)q(0.30.5)244.8=73.44122.4Kpa4 .沙性土质隧道，埋深h=40

10、m,围岩容重丫=20KN/r1,摩擦角4=28°,隧道宽6m,高8成试确定围岩压力。解：此时令侧压力系数1,上覆土体产生围岩压力，如此隧道顶部垂直压力：28-) =812KPa2400Pv068tan(450tan280水平压力:2,28、e1812tan(45)=294KPa22280e2(812208)tan2(45)=351KPa25.某隧道空净宽6.4m,净高8m,IV级围岩。：围岩容重丫=20KN/m3,围岩似摩擦角。=530,摩擦角。=30°,试求埋深为3nl7nl15m处的围岩压力。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

11、四舍五入)：10.1(6.45)1.14q0.452410.458201.1482.08KPahqq82.084.104m20Hq(22.5)hq(22.5)4.104(8.20810.26)m1埋深3m时，属于浅埋。q=h=60KPa,e=(q-Ht)tan2(450-0)KPa;埋深7m时,222(tan01)tan0属于浅埋。tantan0tan0tantantan0tan1tan(tan0tantan0tanhtan、qh(1-b-)KPae1hKPae2HKPa埋深15m时，属于深埋。qh°=8KPa,e=(12)KPaq36.一直墙型隧道建于软弱破碎岩体中，埋深40m,围

12、岩岩石容重丫=23KN/m,摩擦角。=360,岩石抗压强度R=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：Ba1Httan(450-)38tan(450)7.08m222确定自然平衡拱的宽度：b1-9.74mtan隧道的垂直压力为：p2abi22339.741344.12KPa1水平侧压力为：e-(2b1h)tan2(450-)KPa222普氏理论计算：确定自然平衡拱的跨度：360B1Bt2Httan(450-)628tan(450-3|-)14.16mb1416/2平衡拱高度为：h8.85mfkb8/10隧道的垂直压力为：q

13、h238.85203.55Kpa水平压力e1203.55tan2(45036-)Kpa2“c、2,0360、e2(203.55238)tan(45一)Kpa27.一直墙形隧道建于软弱破碎岩体中，埋深50m,围岩容重丫=24KN/m3,。=36°,岩体抗压强度R=12Mpa隧道宽6m,高8m,试确定围岩压力。解：岩石巩固性系数£计,a1H t tan(450)22压力拱高h为h1.23 8tan(4500) 7.08m2隧道顶部垂直压力qh=24xKpaei_20141.6tan (45360一)Kpa一一-2,36、(141.6248)tan2(45-)=Kpa2第5章作业

14、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形状。3.出墙底中心水平位移、垂直位移以与墙底截面转角（注：图中1、2、3为截面编号）。4.解：运用温氏假定解之。78021450KN /m2,0.6什么是围岩弹性抗力？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.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与墙底发生的转角。5.一对称等厚平拱，衬砌厚度为50cm,力如如下图示，墙底抗力系数Kd=350MPa/m,请求14501-39.67mmk15010

15、6M 6 43.5max 2h0.62725KN /m2,maxk25 4.83mm150 10墙底中心下沉量墙底转角2h/2出 16.10.6/2103rad5.解：求墙底中心水平位移:在轴力N作用下：墙底中心应力2870.52574KN /m574由温氏假te：中 一 3 1.64mmk 350 103如此：墙底中心水平位移=1.64 cos 6000.82 mm墙底中心垂直位移=1.64 sin 600 1.42mm在弯矩M作用下:地6M 6 15墙底边缘应力 边2h 0.5360KN/m2由温氏假定：边缘垂直于墙底面的位移-1.03mm墙底截面转角:h/21.03 104.120.5/

16、2103 rad第八早作业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 .比拟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层模筑混凝土衬砌。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

17、量测，围岩根本稳定后，再修筑层模筑混凝土衬砌。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部位移进展了量测，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一一时间关系曲线，如图bo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 .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,弹性模量E=104MPa粘Z力C=1.5MPa,围岩摩擦角。=300,侧压力系数入=1,泊松比科=

18、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？4 .某公路隧道，对量测数据进展回归分析后，知位移时态曲线方程为。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u126.32ln(1t)。假如以位移速度小于0.2mm/日为隧道稳定的判断准如此，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