《隧道工程》作業(yè)完整版

1、word緒論思考題1 .什么是隧道？2 .隧道的種類(lèi)有哪些？3 .隧道設(shè)計(jì)包括的容有哪些？4 .和地面結(jié)構(gòu)相比，隧道工程有哪些特點(diǎn)？5 .試從隧道的廣泛用途上論述學(xué)習(xí)、研究與開(kāi)展隧道技術(shù)的重要意義。6 .你認(rèn)為隧道工程需要解決的難題有哪些？第二章思考題1、隧道工程地質(zhì)調(diào)查與勘測(cè)的容有哪些？2、施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的容有哪些？3、簡(jiǎn)述巖石與巖體的區(qū)別。4、巖體的工程性質(zhì)有哪些？5、圍巖的定義，圍巖分級(jí)的目的？6、圍巖分級(jí)的根本因素有哪些？7、影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素有哪些？8、簡(jiǎn)述我國(guó)鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)的圍巖分級(jí)方法。第三章思考題：1、影響隧道位置選擇的因素有哪些？2、越嶺隧道與河谷隧道有何區(qū)別？它們?cè)?/p>

2、位置的選擇上采取什么原如此？3、地質(zhì)條件對(duì)隧道位置選擇有哪些影響？4、隧道洞口位置的選擇遵循哪些原如此？確定洞口位置考慮哪些因素？5、什么是隧道凈空？6、鐵路隧道的橫斷面是根據(jù)什么設(shè)計(jì)的？7、簡(jiǎn)述曲線鐵路隧道加寬的原因和方法。8、曲線鐵路隧道和直線隧道銜接的方法是什么？向直線方向延長(zhǎng)13m和22m的理由是什么？9、公路隧道建筑限界包含哪些容？10、隧道襯砌斷面設(shè)計(jì)的原如此是什么？計(jì)算題1、某隧道位于半徑R=800m的圓曲線上，通過(guò)三級(jí)圍巖地段，設(shè)計(jì)為直墻式襯砌，曲線加寬40cm,中線偏移值d=12.5cm,外軌超高值E=9.5cm,隧道竣工后，測(cè)得DK23+1SDK23+20DK23+25各起

3、拱線處外側(cè)寬值如表1所示，試按隧限一2A計(jì)算各點(diǎn)侵限情況。表1樁號(hào)外側(cè)寬/m側(cè)寬/mDK23+15DK23+20DK23+252、某單線鐵路隧道位于圓曲線半徑R=1000m緩和曲線長(zhǎng)Lc=100m的曲線上，曲線全長(zhǎng)L=309.44m,隧道進(jìn)口樁號(hào)DK27+844,出口DK28+344,ZH點(diǎn)樁號(hào)DK27+958,設(shè)計(jì)最高行車(chē)速度為120km/h。試計(jì)算隧道加寬值WW中線偏移值d,并繪圖說(shuō)明隧道斷面的變化位置、線路中線和隧道中線的關(guān)系。1 .解：E9.5cm15cm,dWW2)/212.5cm,曲線加寬W3皿W240cm如此：側(cè)加寬皿=32.5cm,外側(cè)加寬W2=7.5cm。2.44m。由“隧限

4、一2A'的圖3-4-2教材所示：隧道起拱線處曲線半徑為如此對(duì)該隧道，不侵限的條件為：因此：DK23+15DK23+20DK23+25外側(cè)都不侵限;DK23+15側(cè)不侵限,DK23+2Q DK23+25側(cè)侵限。2 / 112 .解:外軌超高值為:0.76V220.76 0- 10.94 cm 15cm1000側(cè)加寬值為:Wi40502.7E外側(cè)加寬值為:W2R440044001000總加寬值為:W3W1W233.6中線偏移值為：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總與d偏斷面：

5、ZH點(diǎn)DK27+94廣+993d總/2與d偏/2斷面：DK27+993出口 DK28+344示圖如下隨道慚面變化平面示意圖第四章習(xí)題:word13 / 111、隧道襯砌的類(lèi)型與適用條件？2、洞門(mén)有何作用，有哪些洞門(mén)形式，適用于什么地質(zhì)條件？3、什么是明洞？試述明洞的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、受力特點(diǎn)和適用條件？4、如何做好隧道的防水與排水？5、避車(chē)洞布置的原如此是什么？其底面標(biāo)高是如何確定的？6、高速鐵路隧道出口設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)的原因是什么？有哪些相應(yīng)的工程措施？7、某單線曲線隧道，設(shè)計(jì)行車(chē)速度160km/h,位于II級(jí)圍巖，采用直墻式襯砌，襯砌厚度為40cm,加寬值W=30cm中線偏距d=10cm,線路上部建筑

6、為次重型，試查表確定其主要尺寸，并繪制襯砌施工斷面圖。7.見(jiàn)教材圖4-1-4,設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表4-1-1第五章作業(yè)11 .某公路隧道進(jìn)口30米處圍巖是IV級(jí)，容重25kN/m3,開(kāi)挖斷面寬度12米，凈高為8m，隧道上覆巖體厚度8米，試計(jì)算并判斷該處隧道屬深埋還是淺埋？2 .m級(jí)圍巖中的一直墻型隧道，埋深26nl圍巖容重丫=22KN/nf,計(jì)算摩擦角4=32°,隧道寬6m,高8s試按淺埋隧道確定圍巖壓力。3 .某隧道埋深為30m,圍巖為V級(jí)，凈寬為12m,凈高為10nl圍巖天然容重2°KN/n3,試計(jì)算該隧道圍巖壓力。4 .沙性土質(zhì)隧道，埋深h=40m）圍巖容重T=20KN/mi

7、,摩擦角4=28。，隧道寬6m,高8成試確定圍巖壓力。5 .某隧道空凈寬6.4m,凈高8m,IV級(jí)圍巖。：圍巖容重T=20KN/m3,圍巖似摩擦角。=530,摩擦角。=300,試求埋深為3nl7nl15m處的圍巖壓力。6 .一直墻型隧道建于軟弱破碎巖體中，埋深40m,圍巖巖石容重丫=23KN/m3,摩榛角。=360,巖石抗壓強(qiáng)度R=8Mpa隧道寬6m,高8m,使用泰沙基理論和普氏理論確定圍巖壓力。7 .一直墻形隧道建于軟弱破碎巖體中，埋深50m,圍巖容重丫=24KN/m3,。=360,巖體抗壓強(qiáng)度R=12Mpa隧道寬6m,高8m,試確定圍巖壓力。答案：1 .某公路隧道進(jìn)口30米處圍巖是IV級(jí)，

8、容重25kN/m3,開(kāi)挖斷面寬度12米，凈高為8m，隧道上覆巖體厚度8米，試計(jì)算并判斷該處隧道屬深埋還是淺埋？解：10.1(125)1.7q0.452410.458251.7153Kpahq1536.12mHq(22.5)hq(22.5)6.12(12.2415.3)m>8m屬于淺埋隧道。2 .m級(jí)圍巖中的一直墻型隧道，埋深26nl圍巖容重丫=22KN/m3,計(jì)算摩擦角()=320,隧道寬6m,高8m,試確定隧道圍巖壓力。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屬于深埋隧道。3 1q 0.45 20.45 4 22 1.1 43.56 Kpae0.15q=6.5Kpa3 .某隧道埋深為30m,圍巖為V級(jí)，凈寬為12m,凈高為10nl圍巖天然容重20KN/R3,試計(jì)算該隧道圍巖壓力。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屬于深埋隧道。_51_q0.4520.4516201.7244.8Kpae(0.30.5)q(0.30.5)244.8=73.44122.4Kpa4 .沙性土質(zhì)隧道，埋深h=40

10、m,圍巖容重丫=20KN/r1,摩擦角4=28°,隧道寬6m,高8成試確定圍巖壓力。解：此時(shí)令側(cè)壓力系數(shù)1,上覆土體產(chǎn)生圍巖壓力，如此隧道頂部垂直壓力：28-) =812KPa2400Pv068tan(450tan280水平壓力:2,28、e1812tan(45)=294KPa22280e2(812208)tan2(45)=351KPa25.某隧道空凈寬6.4m,凈高8m,IV級(jí)圍巖。：圍巖容重丫=20KN/m3,圍巖似摩擦角。=530,摩擦角。=30°,試求埋深為3nl7nl15m處的圍巖壓力。解：求自然拱高度；判斷深淺埋分界；分別按淺或深埋隧道求圍巖壓力。結(jié)果(小數(shù)點(diǎn)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時(shí)，屬于淺埋。q=h=60KPa,e=(q-Ht)tan2(450-0)KPa;埋深7m時(shí),222(tan01)tan0屬于淺埋。tantan0tan0tantantan0tan1tan(tan0tantan0tanhtan、qh(1-b-)KPae1hKPae2HKPa埋深15m時(shí)，屬于深埋。qh°=8KPa,e=(12)KPaq36.一直墻型隧道建于軟弱破碎巖體中，埋深40m,圍

12、巖巖石容重丫=23KN/m,摩擦角。=360,巖石抗壓強(qiáng)度R=8Mpa，隧道寬6m,高8m,使用泰沙基理論和普氏理論確定圍巖壓力。解：1泰沙基理論計(jì)算：確定自然平衡拱的半跨：Ba1Httan(450-)38tan(450)7.08m222確定自然平衡拱的寬度：b1-9.74mtan隧道的垂直壓力為：p2abi22339.741344.12KPa1水平側(cè)壓力為：e-(2b1h)tan2(450-)KPa222普氏理論計(jì)算：確定自然平衡拱的跨度：360B1Bt2Httan(450-)628tan(450-3|-)14.16mb1416/2平衡拱高度為：h8.85mfkb8/10隧道的垂直壓力為：q

13、h238.85203.55Kpa水平壓力e1203.55tan2(45036-)Kpa2“c、2,0360、e2(203.55238)tan(45一)Kpa27.一直墻形隧道建于軟弱破碎巖體中，埋深50m,圍巖容重丫=24KN/m3,。=36°,巖體抗壓強(qiáng)度R=12Mpa隧道寬6m,高8m,試確定圍巖壓力。解：巖石鞏固性系數(shù)£計(jì),a1H t tan(450)22壓力拱高h(yuǎn)為h1.23 8tan(4500) 7.08m2隧道頂部垂直壓力qh=24xKpaei_20141.6tan (45360一)Kpa一一-2,36、(141.6248)tan2(45-)=Kpa2第5章作業(yè)

14、31.隧道結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)？隧道結(jié)構(gòu)體系的概念?2.試?yán)L出半襯砌拱圈的彎矩圖和軸力圖的大致形狀。3.出墻底中心水平位移、垂直位移以與墻底截面轉(zhuǎn)角（注：圖中1、2、3為截面編號(hào)）。4.解：運(yùn)用溫氏假定解之。78021450KN /m2,0.6什么是圍巖彈性抗力？計(jì)算模型中有哪幾種處理方式？溫氏假定與它有什么關(guān)系?4.作用在襯砌基底面上的軸力N=870KN彎矩M=43.5KN.m,墻底厚度h=0.6m,圍巖抗力系數(shù)為150MPa/m試求墻底中心的下沉量與墻底發(fā)生的轉(zhuǎn)角。5.一對(duì)稱(chēng)等厚平拱，襯砌厚度為50cm,力如如下圖示，墻底抗力系數(shù)Kd=350MPa/m,請(qǐng)求14501-39.67mmk15010

15、6M 6 43.5max 2h0.62725KN /m2,maxk25 4.83mm150 10墻底中心下沉量墻底轉(zhuǎn)角2h/2出 16.10.6/2103rad5.解：求墻底中心水平位移:在軸力N作用下：墻底中心應(yīng)力2870.52574KN /m574由溫氏假te：中 一 3 1.64mmk 350 103如此：墻底中心水平位移=1.64 cos 6000.82 mm墻底中心垂直位移=1.64 sin 600 1.42mm在彎矩M作用下:地6M 6 15墻底邊緣應(yīng)力 邊2h 0.5360KN/m2由溫氏假定：邊緣垂直于墻底面的位移-1.03mm墻底截面轉(zhuǎn)角:h/21.03 104.120.5/

16、2103 rad第八早作業(yè)1 .隧道施工方法的種類(lèi)和選擇依據(jù)。2 .采用臺(tái)階法施工時(shí)，影響臺(tái)階長(zhǎng)度的主要因素是什么？環(huán)形開(kāi)挖留核心土法是如何穩(wěn)定開(kāi)挖工作面的？3 .比擬新奧法和隧道圍巖變形控制分析工法。4 .某隧道位于軟弱破碎地層中，采用長(zhǎng)臺(tái)階法施工。施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)洞室周邊位移加速度等于零，因而斷定圍巖變形已經(jīng)穩(wěn)定。指出錯(cuò)誤，并改正之。5 .新奧法施工時(shí)，隧道開(kāi)挖后，為了調(diào)動(dòng)圍巖的承載能力，不宜立即噴射混凝土，而應(yīng)經(jīng)量測(cè)后，再施噴。為了隧道的穩(wěn)定，復(fù)合式襯砌應(yīng)在錨噴支護(hù)完畢后立即修筑層模筑混凝土襯砌。指出錯(cuò)誤，并改正之。4 .應(yīng)該是：改為短臺(tái)階法；并未穩(wěn)定。5 .應(yīng)該是：立即噴射混凝土；經(jīng)監(jiān)控

17、量測(cè)，圍巖根本穩(wěn)定后，再修筑層模筑混凝土襯砌。第七章作業(yè)1 .某隧道在開(kāi)挖過(guò)程中用多點(diǎn)位移計(jì)對(duì)拱頂圍巖部位移進(jìn)展了量測(cè)，不同時(shí)刻各點(diǎn)的位移值不同，結(jié)果繪于右圖。試據(jù)此圖判斷拱頂圍巖的松動(dòng)圍；如用錨桿加固，其長(zhǎng)度如何確定？2 .某隧道在鋼支撐架設(shè)時(shí)，在同一架鋼支撐上安裝了三支液壓測(cè)力計(jì)圖a，測(cè)得各測(cè)力計(jì)的壓力一一時(shí)間關(guān)系曲線，如圖bo試據(jù)此分析該斷面的壓力特征，并說(shuō)明加強(qiáng)初期支護(hù)時(shí)應(yīng)采取的措施。圖a圖b3 .一座深埋圓形隧道，開(kāi)挖直徑10m,拱頂以上巖層覆蓋厚度495m,圍巖容重丫=20KN/m3,彈性模量E=104MPa粘Z力C=1.5MPa,圍巖摩擦角。=300,側(cè)壓力系數(shù)入=1,泊松比科=

18、0.2。試問(wèn)：開(kāi)挖后不支護(hù)狀態(tài)下，圍巖是否出現(xiàn)塑性區(qū)？如果出現(xiàn)，問(wèn)塑性區(qū)半徑是多少?假定支護(hù)阻力P=8.5MPa,問(wèn)洞室周邊位移是多少？4 .某公路隧道，對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)展回歸分析后，知位移時(shí)態(tài)曲線方程為。隧道極限相對(duì)位移值為144mm開(kāi)挖6天后洞周實(shí)測(cè)相對(duì)位移值為64mm試從位移值、位移速度、位移加速度三方面判斷開(kāi)挖6天后的隧道穩(wěn)定性。5 .某鐵路隧道，位移時(shí)態(tài)曲線方程為u126.32ln(1t)。假如以位移速度小于0.2mm/日為隧道穩(wěn)定的判斷準(zhǔn)如此，試從位移速度和位移加速度這兩方面判斷隧道能否穩(wěn)定？需要多長(zhǎng)時(shí)間才能穩(wěn)定？是否需要采取加強(qiáng)措施？1 .解：由圖可見(jiàn)，在距巖面3m處，位移隨時(shí)間變化不大，圍巖的