隧道工程计算题
计算题
【围岩等级确定】参见书本P.96-99
例题：某公路隧道初步设计资料如下
（1）岩石饱和抗压极限强度为62MPa
（2）岩石弹性波速度为4.2km/s
（3）岩体弹性波速度为2.4km/s
（4）岩体所处地应力场中与工程主轴垂直的最大主应力σmax=9.5Mpa （5）岩体中主要结构面倾角20°，岩体处于潮湿状态
求该围岩类别为？(来源：隧道工程课件例题)
解：1.岩体的完整性系数Kv
Kv=(Vpm/Vpr)2=(2.4/4.2) 2=0.33
岩体为破碎。
2.岩体的基本质量指标BQ
（1）90 Kv+30=90*0.33+30=59.7
Rc=62>59.7 取Rc=59.7
（2）0.04Rc+0.4=2.79
Kv =0.33>2.79 取Kv =0.33
（3）BQ=90+3Rc+250 Kv=90+3*59.7+250*0.33=351.6
3.岩体的基本质量分级
由BQ=351.6可初步确定岩体基本质量分级为III级
4.基本质量指标的修正
（1）地下水影响修正系数K1
岩体处于潮湿状态，BQ=351.6，因此取K1=0.1
（2）主要软弱面结构面产状修正系数K2
因为主要软弱结构面倾角为20，故取K2=0.3 （3）初始应力状态影响修正系数K3 Rc/σmax=62/9.5=6.53 岩体应力情况为高应力区
由BQ=351.6查得高应力初始状态修正系数K3=0.5 （4）基本质量指标的修正值[BQ]
[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)=351.6-100(0.1+0.3+0.5)=261.6 5.岩体的最终定级
因为修正后的基本质量指标[BQ]=261.6，所以该岩体的级别确定为IV 级。
【围岩压力计算】参见书本P.103-109
某隧道内空净宽6.4m ，净高8m ，Ⅳ级围岩。已知：围岩容重γ＝20KN/m 3
，围岩似摩擦角
φ＝530，摩擦角θ＝300
，试求埋深为3m 、7m 、15m 处的围岩压力。（ 来源：网络） 解： 14.1)54.6(1.01=-+=ω 坍塌高度：h=1
s 2
45.0-⨯x ω=14.1845.0⨯⨯=m 104.4
垂直均布压力：08.8214.120845.0245.01
4=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=-ωγq Kn/m2
荷载等效高度：m q
h q 104.420
08
.82==
=
γ
浅埋隧道分界深度：m h H q q ）（）
26.10~208.8104.45.2~2()5.2~2(=⨯== 1、 当埋深H=15m 时，H 》q H ，属于深埋。 垂直均布压力：h q γ==20x4.104=82.1 Kn/m2 ；
水平均布压力：e=（0.15～0.3）q =（0.15～0.3）x82.1=(12.3～24.6) Kn/m2 2、当埋深H=3m 时，H 《q h ，属于浅埋。 垂直均布压力：q=γ H = 20x3= 60 Kn/m2，
侧向压力：e=)245(tan )21(002φγ-+
t H H = 20x(3+1/2x8))2
53
45(tan 02-=6.86Kn/m2； 3、 埋深H=7m 时，q h 53tan =1.327，θtan = 30tan =0.577 θ φφφφβtan tan tan )1(tan tan tan 00 020-++==3.537 [] θφθφββφβλtan tan tan (tan tan 1tan tan tan 000 +-+-= =0.141 )tan 1(B H H q θλγ- ==)4 .6.577 0.141x 0x 71(x 7x 20-= 127.54 Kn/m2 λγH e =1= 20x7x0.141=19.74 Kn/m2 λγh e =2=20x4.104x0.141=11.68 Kn/m2 e=（1e +2e ）/2=(19.74+11.68) /2=15.71 Kn/m2 4．某道路隧道，Ⅲ级围岩，开挖尺寸：高7.6米，宽9.9米，矿山法施工，γ为22KN/m 3 , 埋深10米。 （1）判断该隧道属深埋还是浅埋； （2）求作用在支护结构上的竖向和水平围岩压力。 答：坑道高度与跨度之比为：Ht/Bt = 7.6/9.9 = 0.77 < 1.7 且为矿山法施工，先假设隧道为深埋隧道，则垂直围岩压力值可按如下公式计算： q = 0.45 x 2 s -1 γ ω 因Bt = 9.9m 故 i=0.1 ω = 1+ i (Bt - 5) =1+0.1(9.9 - 5) = 1.49 将s = 3, γ=22 KN/m 3，ω＝ 1.49 代入上边的垂直围岩压力值计算公式， 可得：q ＝ 59 KN /m 2（2分） 等效荷载高度：h q = q/γ =59/22=2.68m 深、浅埋隧道的分界深度：Hp = (2～2.5) h q=5.36～6.70m（2分） 因隧道埋深为10米，大于Hp，故本隧道为深埋隧道，垂直围岩压力即为以上计算值。 q ＝59 KN/m2（1分） 因围岩为Ⅲ级，则水平均布围岩压力e为： e ＝(0～1/6) q =0～9.8 KN/m2 5．某道路隧道，Ⅳ级围岩，开挖尺寸：高7.7米，宽10.0米，矿山法施工，γ为21KN/m3, 埋深15米。 （1）判断该隧道属深埋还是浅埋； （2）求作用在支护结构上的竖向和水平围岩压力。 答：坑道高度与跨度之比为：Ht/Bt = 7.7/10.0 = 0.77 < 1.7 且为矿山法施工，先假设隧道为深埋隧道，则垂直围岩压力值可按如下公式计算： q = 0.45 x 2 s -1 γω（2分） 因Bt = 10.0m 故i=0.1 ω = 1+ i (Bt - 5) =1+0.1(10.0 - 5) = 1.50（2分） 将s = 4, γ=21 KN/m3，ω＝ 1.50 代入上边的垂直围岩压力值计算公式， 可得：q ＝113.4 KN /m2（2分） 等效荷载高度：h q = q/γ =113.4/21=5.40m（1分） 深、浅埋隧道的分界深度：Hp = (2～2.5) h q=10.8～13.50m（2分） 因隧道埋深为15米，大于Hp，故本隧道为深埋隧道，垂直围岩压力即为以上计算值。 q ＝113.4 KN/m2（1分） 因围岩为Ⅳ级，则水平均布围岩压力e为： e ＝(1/6～1/3) q =18.9～37.8 KN/m2（2分） 4．某道路隧道，Ⅲ级围岩，开挖尺寸：高7.6米，宽9.9米，矿山法施工，γ为22KN/m3, 埋深10米。 （1）判断该隧道属深埋还是浅埋； （2）求作用在支护结构上的竖向和水平围岩压力。 5. 某道路隧道，Ⅳ级围岩，开挖尺寸：高7.7米，宽10.0米，矿山法施工，γ为21KN/m3, 埋深15米。（12分） （1）判断该隧道属深埋还是浅埋； （2）求作用在支护结构上的竖向和水平围岩压力。 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、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 1.解： cm cm E 155.9<=，cm W W d 5.122/)(21=-=，曲线加宽cm W W W 40213=+= 则：内侧加宽1W =32.5cm ，外侧加宽2W =7.5cm 。 由“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、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。 2.解： 外轨超高值为：cm cm R V E 1594.101000 12076.076.02 2<=⨯=⨯= 内侧加宽值为：cm E R W 6.3394.107.2100040507.240501=⨯+=+= 外侧加宽值为：cm R W 4.41000 440044002=== 总加宽值为：cm W W W 0.384.46.33213=+=+= 中线偏移值为：cm W W d 6.142)4.46.33(2/)(21=-=-= 则分段里程： 总d 与偏d 断面：ZH 点DK27+948～＋993 2/总d 与2/偏d 断面： DK27+993～出口DK28+344 示意图如下： 1. 某公路隧道进口30米处围岩是IV 级，容重25kN/m 3 ，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：7.1)512(1.01=-+=ω 1537.125845.0245.014=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=-ωγq Kpa m q h q 12.625 153 == = γ m h H q q ）（）3.15~24.1212.65.2~2()5.2~2(=⨯==>8m 属于浅埋隧道。 2. Ⅲ级围岩中的一直墙型隧道，埋深26m ，围岩容重γ＝22KN/m 3 ，计算内摩擦角φ＝320 ，隧道宽6m ，高8m ，试确定隧道围岩压力。 解：1.1)56(1.01=-+=ω 56.431.122445.0245.013=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=-ωγq Kpa m q h q 0.222 56 .43== = γ m h H q q ）（）5~425.2~2()5.2~2(=⨯==<26m 属于深埋隧道。 56.431.122445.0245.013=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=-ωγq Kpa q e 15.0==6.5 Kpa 3. 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/m 3 ，试计算该隧道围岩压力。 解：7.1)512(1.01=-+=ω 8.2447.1201645.0245.015=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=-ωγq Kpa m q h q 24.1220 8 .244== = γ m h H q q ）（）6.30~5.2424.125.2~2()5.2~2(=⨯== 属于深埋隧道。 8.2447.1201645.0245.015=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=-ωγq Kpa 8.2445.0~3.05.0~3.0⨯==）（）（q e =73.44~122.4 Kpa 4. 沙性土质隧道，埋深h=40m ，围岩容重γ＝20KN/m 3 ，内摩擦角φ＝280 ，隧道宽6m ，高8m ，试确定围岩压力。 解：此时令侧压力系数1=λ，上覆土体产生围岩压力，则隧道顶部垂直压力： ⎥⎦ ⎤⎢⎣⎡-+= )22845tan(8628tan 40 00 Pv =812KPa 水平压力： )2 2845(tan 8120 2 1-=e =294KPa )2 2845(tan )820812(0 2 2-⨯+=e =351 KPa 5. 某隧道内空净宽 6.4m ，净高8m ，Ⅳ级围岩。已知：围岩容重γ＝20KN/m 3 ，围岩似摩擦角φ＝530 ，摩擦角θ＝300 ，试求埋深为3m 、7m 、15m 处的围岩压力。 解：①求自然拱高度；②判断深浅埋分界；③分别按浅或深埋隧道求围岩压力。 结果(小数点后四舍五入)： 14.1)54.6(1.01=-+=ω 08.8214.120845.0245.014=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=-ωγq KPa m q h q 104.420 08 .82== = γ m h H q q ）（）26.10~208.8104.45.2~2()5.2~2(=⨯== 埋深3m 时，属于浅埋。 q=h γ=60KPa ， e=)2 45(tan )21 (002φγ-+ t H q =15.67KPa ； 埋深7m 时，属于浅埋。θ φφφφβtan tan tan )1(tan tan tan 00 020-++==3.5378 [] θφθφββφβλtan tan tan (tan tan 1tan tan tan 000 +-+-= =0.1414 )tan 1(B h h q θ λγ- ==143.67 KPa λγh e =1=19.8KPa λγH e =2=42.42 KPa 埋深15m 时，属于深埋。q h q γ==82.1KPa ，e=(12.3～24.6)KPa 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γ＝23KN/m 3 ，内摩擦角φ＝360 ，岩石抗压强度R b =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： m H B a t 08.7)2 45tan(83)245tan(20001=-+=-+= φϕ 确定自然平衡拱的宽度：m a b 74.9tan 1 1== ϕ 隧道的垂直压力为：12.134474.9323221=⨯⨯⨯==ab p γ KPa 水平侧压力为：)2 45(tan )2(21021ϕ γ-+= h b e =82.2 KPa （2）普氏理论计算： 确定自然平衡拱的跨度： m H B B t t 16.14)2 3645tan(826)245tan(20 1=-⨯+=-+=ϕ 平衡拱高度为：m f b h kb 85.810 /82/16.14=== 隧道的垂直压力为：55.20385.823=⨯==h q γKpa 水平压力 )2 3645(tan 55.2030 2 1-=e =52.94 Kpa )2 3645(tan )82355.203(0 2 2-⨯+=e =100.8 Kpa 7. 一直墙形隧道建于软弱破碎岩体中，埋深50m ，围岩容重γ＝24KN/m 3，φ＝360 ，岩体抗压强度R b =12Mpa ，隧道宽6m ，高8m ，试确定围岩压力。 解：岩石坚固性系数kb f =12/10=1.2， m H B a t 08.7)2 45tan(83)245tan(20001=-+=-+= φϕ 压力拱高h 为2 .11 a h = =5.9m 隧道顶部垂直压力h q γ==24×5.9=141.6 Kpa )2 3645(tan 6.1410 2 1-=e =36.76 Kpa )2 3645(tan )8246.141(00 2 2-⨯+=e =86.6 Kpa 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K d =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)。 5.解：求墙底中心水平位移： 在轴力N 作用下： 墙底中心应力2/5745 .0287m KN h N === 中σ 由温氏假定：mm k 64.110 350574 3 =⨯= = σ δ中 则：墙底中心水平位移＝mm 82.060cos 64.10 =⨯ 墙底中心垂直位移＝mm 42.160sin 64.10 =⨯ 在弯矩M 作用下： 墙底边缘应力222/3605 .015 66m KN h M =⨯== 边σ 由温氏假定：边缘垂直于墙底面的位移mm k 03.110350360 3 =⨯= = 边 边σδ 墙底截面转角rad h 331012.42 /5.01003.12/--⨯=⨯== 边 δϕ 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。 4.解：运用温氏假定解之。 ①2/14506.0780m KN h N === σ，mm k 67.910 150145031=⨯==σδ ②2 22max /7256.05.4366m KN h M =⨯==σ,mm k 83.410 1507253 max 2=⨯==σδ ③墙底中心下沉量21δδδ+==9.67+4.83=14.5mm 墙底转角rad h 32 101.162 /6.083 .42 /-⨯== = δϕ 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？ 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3.5～4m 为宜。 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b 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. 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γ＝20KN/m 3 ，弹性模量E=104 MPa ，粘结力C=1.5MPa ，围岩内摩擦角φ＝300 ，侧压力系数λ=1，泊松比μ=0.2。 试问：① 开挖后不支护状态下，围岩是否出现塑性区？ ② 如果出现，问塑性区半径是多少？ ③ 假定支护阻力P i =8.5MPa ，问洞室周边位移是多少？ 3.解：①m H c 5005495=+=，计算出MPa H c 205002022=⨯⨯=γ； 由C R b ⋅-= ϕ ϕ sin 1cos 2，求得MPa R b 2.5= b c R H >γ2，∴洞周出现塑性区。 ②由ϕϕ ξsin 1sin 1-+= ，()()1 1 01212-⎥⎦ ⎤⎢ ⎣⎡++-=ξξσξb b z p R R R R ， 或φ φ φφγφsin 2sin 10cot cot ) sin 1(-⎥⎦ ⎤⎢⎣⎡+-=C C H R R c p (教材5-4-13式)，得m R p 78.7= ③由1=λ，c z H P γσ==0， )1(2/μ+=E G ⎥⎥⎦ ⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-11221 02020ξξσa r R Gr r Gr r u b z p 或} 2 sin 1sin 20sin 1sin 20001cot 1R R R R P R R C P E u p p i p φφ φφφμ--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎩ ⎪⎨⎧⎥⎥⎥⎦⎤ ⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=（教材5-4-16式） 得m u 022.00= 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。 .解：将t=0，代入)1ln(1320++=t u ，得先期位移mm u 200=。 ①求第6天施工实测相对位移： 5. mm mm u u u 144846420*0<=+=+= (稳定 ) ②位移速度t u += 113', 第6天时d mm d mm t u /0.1)/(86.16 113 113'>=+=+= (不稳定) ③位移加速度0) 1(13 ''2 <+-= t u (稳定) 结论：隧道不稳定。 5. 某铁路隧道，位移时态曲线方程为)1ln(32.612t u ++=。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？ 5.解： ①位移速度t u += 132 .6'，令2.0'=u ，解得 t=30.6天≈31天 (要31天后才能稳定) ②位移加速度0)1(32 .6''2 <+-= t u (稳定) ③隧道稳定，不需要采取加强措施。 计算题 【围岩等级确定】参见书本P.96-99 例题：某公路隧道初步设计资料如下 （1）岩石饱和抗压极限强度为62MPa （2）岩石弹性波速度为4.2km/s （3）岩体弹性波速度为2.4km/s （4）岩体所处地应力场中与工程主轴垂直的最大主应力σmax=9.5Mpa （5）岩体中主要结构面倾角20°，岩体处于潮湿状态 求该围岩类别为？(来源：隧道工程课件例题) 解：1.岩体的完整性系数Kv Kv=(Vpm/Vpr)2=(2.4/4.2) 2=0.33 岩体为破碎。 2.岩体的基本质量指标BQ （1）90 Kv+30=90*0.33+30=59.7 Rc=62>59.7 取Rc=59.7 （2）0.04Rc+0.4=2.79 Kv =0.33>2.79 取Kv =0.33 （3）BQ=90+3Rc+250 Kv=90+3*59.7+250*0.33=351.6 3.岩体的基本质量分级 由BQ=351.6可初步确定岩体基本质量分级为III级 4.基本质量指标的修正 （1）地下水影响修正系数K1 岩体处于潮湿状态，BQ=351.6，因此取K1=0.1 （2）主要软弱面结构面产状修正系数K2 因为主要软弱结构面倾角为20，故取K2=0.3 （3）初始应力状态影响修正系数K3 Rc/σmax=62/9.5=6.53 岩体应力情况为高应力区 由BQ=351.6查得高应力初始状态修正系数K3=0.5 （4）基本质量指标的修正值[BQ] [BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)=351.6-100(0.1+0.3+0.5)=261.6 5.岩体的最终定级 因为修正后的基本质量指标[BQ]=261.6，所以该岩体的级别确定为IV 级。 【围岩压力计算】参见书本P.103-109 某隧道内空净宽6.4m ，净高8m ，Ⅳ级围岩。已知：围岩容重γ＝20KN/m 3 ，围岩似摩擦角 φ＝530，摩擦角θ＝300 ，试求埋深为3m 、7m 、15m 处的围岩压力。（ 来源：网络） 解： 14.1)54.6(1.01=-+=ω 坍塌高度：h=1 s 2 45.0-⨯x ω=14.1845.0⨯⨯=m 104.4 垂直均布压力：08.8214.120845.0245.01 4=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=-ωγq Kn/m2 荷载等效高度：m q h q 104.420 08 .82== = γ 浅埋隧道分界深度：m h H q q ）（） 26.10~208.8104.45.2~2()5.2~2(=⨯== 1、 当埋深H=15m 时，H 》q H ，属于深埋。 垂直均布压力：h q γ==20x4.104=82.1 Kn/m2 ； 水平均布压力：e=（0.15～0.3）q =（0.15～0.3）x82.1=(12.3～24.6) Kn/m2 2、当埋深H=3m 时，H 《q h ，属于浅埋。 垂直均布压力：q=γ H = 20x3= 60 Kn/m2， 第1章隧道工程勘测设计 1.隧道选址与线路选线有什么关系？ 2.确定洞口位置的原则是什么？请解释其工程含义。 3.在按地质条件选择隧道位置时，所需要的地质资料有哪些？如何考虑地形条件对隧道位置的影响？ 第2章隧道主体建筑结构 1.某新建铁路非电化曲线隧道，已知圆曲线半径R＝1200m，缓和曲线长 l=50m,远期行车速度V=160km/h，隧道里程为：进口DK150+310；出口DK150+810；ZH点DK150+320；YH点DK151+000。 试求：各段加宽值与隧道中线偏移值。要求按教材P32图2-7所示，表示清楚，并注明不同加宽的分段里程。( 注：超高值以0.5cm取整，最大采用15cm；加宽值取为10cm的整数倍；偏移值取至小数点后2位） 2. 为什么说台阶式洞门能降低边仰坡开挖高度？ 第3章隧道附属建筑 1.什么是避车洞？避车洞的设置间距是多少？在布置避车洞时应该避开哪些地方？ 2.营运隧道的通风方式有哪些？什么是风流中性点？它与通风方式的关系怎样？ 3.为什么公路隧道要设置不同的照明亮度段？它们各自的作用是什么？ 第4章隧道围岩分类与围岩压力 1.影响围岩稳定性的主要因素有哪些？围岩分级主要考虑什么因素？围岩分级的基本要素是哪几种？我国铁路隧道围岩分级主要考虑哪些因素？已知某隧道所处围岩节理发育，Rb＝26MPa，试问这是属于哪一级围岩？ 2. 某隧道内空净宽6.4m，净高8m，Ⅳ级围岩。已知：围岩容重γ＝ 20KN/m3，围岩似摩擦角φ＝530，摩擦角θ＝300，试求埋深为3m、 7m，15m处的围岩压力。 第5章隧道衬砌结构计算 1.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。 2. 什么情况下将围岩抗力弹簧径向设置？试推导径向设置的围岩抗力单元刚度矩阵。(注：抗力方向以挤压围岩为正) 3.一对称等厚平拱，衬砌厚度为50 cm，已知内力如图示，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)。 第6章隧道施工方法 1.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？ 2.在隧道分部开挖施工中，这些术语指的是开挖的哪些部位？落底、拉中槽、导坑、挖马口。 3.指出错误，并改正之： 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。 隧道土建结构技术状况评分计算例题 【实用版】 目录 一、隧道土建结构技术状况评分计算例题的意义和背景 二、隧道土建结构技术状况评分计算例题的内容和方法 三、隧道土建结构技术状况评分计算例题的应用和实践 四、隧道土建结构技术状况评分计算例题的展望和挑战 正文 一、隧道土建结构技术状况评分计算例题的意义和背景 随着我国公路隧道建设规模的不断扩大，隧道土建结构的安全运营和维护管理成为了越来越重要的议题。为了全面评估隧道土建结构的技术状况，科学制定养护计划和措施，隧道土建结构技术状况评分计算例题应运而生。 隧道土建结构技术状况评分计算例题以现行规范为依据，结合实际工程应用，对隧道土建结构的各个方面进行全面评估，为养护决策提供科学依据。 二、隧道土建结构技术状况评分计算例题的内容和方法 隧道土建结构技术状况评分计算例题主要包括以下几个方面： 1.隧道结构本体：包括隧道衬砌、洞口、洞门等结构的技术状况评估。 2.隧道附属设施：包括通风、照明、排水、消防等设施的技术状况评估。 3.隧道环境：包括隧道内的空气质量、水位、土壤湿度等环境因素的技术状况评估。 隧道土建结构技术状况评分计算例题采用层次分析法、模糊综合评价 法等评价方法，对各个方面进行量化评分，综合得出隧道土建结构的技术状况评分。 三、隧道土建结构技术状况评分计算例题的应用和实践 隧道土建结构技术状况评分计算例题在实际工程应用中具有很高的 实用价值，主要体现在以下几个方面： 1.为隧道养护决策提供科学依据：通过评分计算例题，可以客观、全面地了解隧道土建结构的技术状况，为养护计划制定和养护措施实施提供科学依据。 2.为隧道安全运营提供保障：通过对隧道土建结构的全面评估，可以及时发现潜在的安全隐患，采取有效措施进行整改，确保隧道的安全运营。 3.为隧道结构改造提供参考：通过对隧道土建结构的技术状况评分，可以为隧道结构改造提供参考依据，指导后续设计、施工等工作。 四、隧道土建结构技术状况评分计算例题的展望和挑战 随着我国隧道建设规模的不断扩大和技术水平的不断提高，隧道土建结构技术状况评分计算例题在实际应用中将面临更多的挑战和机遇。 1.评分体系的完善：现行的评分体系仍有待进一步完善，以适应不同类型、不同技术条件的隧道土建结构的评估需求。 2.评价方法的优化：现有的评价方法在实际应用中可能存在一定的局限性，需要进一步研究和优化，提高评价的准确性和实用性。 3.数据采集和分析技术的发展：随着大数据、人工智能等技术的发展，未来隧道土建结构技术状况评分计算例题将有更多先进的数据采集和分 析技术应用，提高评价的效率和准确性。 隧道工程计算书 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 课程设计计算书 课程名称：隧道工程 题目：隧道选线及结构计算 学院：土木工程学院 课题组：交通土建 专业：土木工程专业 班级： 09级土木工程 9班 学号： 09300913 姓名：韦天柱 起讫日期： 2013.1.7—2013.1.18 指导教师：岳峰、张红英 目录 1 设计依据-----------------------------------------------------------------------------2 2 计原始资料--------------------------------------------------------------------------2 3 设计步骤及过程--------------------------------------------------------------------2 3.1平面位置确定---------------------------------------------------------------------2 3.2纵断面设计------------------------------------------------------------------------2 3.3横断面设计------------------------------------------------------------------------3 4.二次衬砌结构计算-----------------------------------------------------------------3 4.1基本参数----------------------------------------------------------------------------3 4.2荷载确定----------------------------------------------------------------------------3 4.3计算位移----------------------------------------------------------------------------4 5 解力法方程---------------------------------------------------------------------------12 6最大抗力值的推求------------------------------------------------------------------13 6.1最大抗力方向内的位移---------------------------------------------------------13 6.2计算衬砌总内力------------------------------------------------------------------14 7 内力图---------------------------------------------------------------------------------16 8 参考资料------------------------------------------------------------------------------17 隧道土建结构技术状况评分计算例题 摘要： 一、引言 二、隧道土建结构技术状况评分标准 三、计算例题 1.例题一 2.例题二 3.例题三 四、总结 正文： 一、引言 随着我国基础设施建设的快速发展，隧道工程在交通运输、水利、市政等领域得到了广泛应用。隧道土建结构技术状况评分是评估隧道工程质量和安全的重要手段。本文将通过计算例题，详细介绍隧道土建结构技术状况评分的相关计算方法。 二、隧道土建结构技术状况评分标准 隧道土建结构技术状况评分主要依据我国相关规范进行，包括结构安全、使用功能、观感质量等方面。具体评分标准如下： 1.结构安全：包括结构稳定性、承载力、抗渗性等； 2.使用功能：包括通行能力、舒适性、设备设施等； 3.观感质量：包括外观、色泽、平整度等。 每个方面的评分标准分为优良、合格、不合格三个等级，分别对应100分、80分、60分。 三、计算例题 1.例题一 某隧道土建结构技术状况评分如下： 结构安全：优良，得分为100分； 使用功能：合格，得分为80分； 观感质量：优良，得分为100分。 求该隧道土建结构总得分。 解答：根据评分标准，该隧道土建结构总得分为：100分（结构安全）+ 80分（使用功能）+ 100分（观感质量）= 280分。 2.例题二 某隧道土建结构技术状况评分如下： 结构安全：合格，得分为80分； 使用功能：优良，得分为100分； 观感质量：不合格，得分为60分。 求该隧道土建结构总得分。 解答：根据评分标准，该隧道土建结构总得分为：80分（结构安全）+ 100分（使用功能）+ 60分（观感质量）= 240分。 3.例题三 某隧道土建结构技术状况评分如下： 结构安全：优良，得分为100分； 速度计算专题 一、简单的求速度问题 1、厦门翔安海底隧道工程，其跨海隧道全长5300m，一辆小轿车匀速通过跨海隧道的时间是265s，则这辆小轿车的速度是多少？ 二、过桥问题（或隧道问题） 2、一列长200米的火车，以12m/s的速度通过400米的大桥，要完全通过大桥需要多长时间？ 3、一列火车长120米，匀速通过长360米的山洞，车身全部在山洞内的时间为10s，求火车的行驶速度。 三、比值问题 4、甲、乙两个运动员爬两个山坡，已知他们的爬山速度比是2：3，两个山坡的长度比是4：3，则他们爬到坡上的时间比是多少？ 5、做匀速直线运动的甲、乙两辆汽车的运动时间之比是4：3，通过的路程之比是6：5，则两辆汽车的运动速度之比是多少？ 四、爆炸离开问题 6、工程上常用爆破的方法开山劈岭，设用一条96cm长的引火线来点燃炸药，引火线燃烧速度是0.8cm/s，点燃引火线后，人以5m/s的速度跑开，他能不能在炸药爆炸前跑到离点火处500m远的安全地带？ 7、在一次爆破中，点火者点燃引火线后以4m/s的速度跑开，当跑到离爆炸点600m远的安全区时，炸药恰好爆炸。若引火线燃烧速度是0.5cm/s，求引火线的长度。 五、追赶问题 8、步行人的速度为v1=5km/h，骑车人的速度为v2=15km/h，若步行人先出发t=30min，则骑车人经过多长时间才能追上步行人？ 六、相遇问题 9、甲乙两地相距300m，小明和小红分别从两地相向而行，步行速度都是1.5m/s，同时有一只小狗在两人之间来回奔跑，其速度为6m/s，则小明和小红相遇时，小狗奔跑了多少路程？ 10、一运动物体通过240m的路程，前一半路程用了1min，后一半路程用了40s。 求：（1）前一半路程中的平均速度。 （2）后一半路程中的平均速度。 （3）全程的平均速度。 八、列车时刻表问题 11、下表为简化的2002年春季北京至上海T13次特快列车时刻表。请分别计算T13次列车从北京至济南，以及北京至上海的平均速度。 浙江省2005年1月高等教育自学考试 隧道工程试题 课程代码：06081 一、填空题(每空1分，共20分) 1.隧道一般可分为两大类：____________隧道和____________隧道。 2.隧道的防排水可概括为____________、____________、排。 3.减光建筑主要有：____________、____________。 4.当汽车驶近隧道洞口时容易在视觉上产生____________效应。 5.影响坑道围岩稳定性的因素有：____________、____________。 6.岩石坚固性系数分类法又称为“f”值分类法或____________分类法。 7.围岩压力类型有____________、____________、____________。 8.衬砌在受力过程中的变形，一部分结构有离开围岩形成____________区的趋势，另一部分压紧围岩形成____________区。 9.锚杆对围岩的加固作用原理主要有____________作用、____________作用、____________作用。 10.新奥法三要素是：____________、____________、监控量测。 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共20分) 1.掘进机法适用于以下哪一类地层中？( ) A.软土 B.中等坚硬岩石 C.非常坚硬岩石 D.破碎岩层 2.在隧道地质调查中常用的物理探测方法是( )。 A.钻探法 B.弹性波法 C.踏勘法 D.导坑法 3.在洞口的选择上，一般应( )。 A.早进洞早出洞 B.早进洞晚出洞 C.晚进洞早出洞 D.晚进洞晚出洞 4.地质较差、围岩类别较低时宜采用( )。 A.端墙式洞门 B.环框式洞门 C.翼墙式洞门 D.遮光棚式洞门 5.隧道中为保证停车视距，必须控制( )浓度。 A.烟雾 B.CO C.CO2 D.磷化物 6.水底隧道从重要性和安全性上考虑宜采用( )通风。 A.纵向式 B.全横向式 C.半横向式 D.混合式 7.白天由隧道入口进入的自然光的影响范围约为入口高度的( )倍。 A.1 B.2 C.3 D.4 8.道路隧道支护结构设计中采取( )作为主动地压。 A.松弛荷载 B.变形荷载 C.均布荷载 D.自重荷载 9.采用喷锚支护是为了( )。 【09真题】隧道桥梁工期计算 某施工单位承建一双线铁路A标段工程，本标段自起点向终点的工作内容依次有：隧道1座，长5340米；路基长200米(主要为填方)：特大桥0．5座(该桥以桥梁中心线作为标段分界线，全桥孔跨布置为46×32米，本标段只承担该桥0#台～23#墩上、下部结构的施工任务，孔跨布置为23×32米)。如下图所示。本标段总工期为22个月。隧道进口斜切山坡入洞，洞口段右侧严重偏压；仰坡平缓、多年生植被茂密，洞顶上方20米处有一滑坡体，已处于稳定状态；隧道进口段设10米明洞；距隧道出口端1960米处设计有长200米的双车道横洞，其中心线与正洞线路夹角30°；隧道围岩除进口属V级外，其余为Ⅲ、Ⅳ级。施工时正洞的Ⅲ、Ⅳ、V级围岩的成洞进度指标分别按100米／月、90米／月、40米／月计算，横洞及正洞的施工准备时间均为2个月，横洞施工2个月即进入正洞掌子面掘进。桥梁下部结构主要为钻孔桩基础，重力式墩，上部结构均为移动模架现浇32米跨预应力混凝土双线整孔箱梁；0#～6#墩位于岸上，地质条件良好，墩高4～8米；7#～23#墩位于河中，水深5～10米；水上临时运输采用栈桥方案。 制定的桥梁施工组织方案为：栈桥自开工之日起即进行施工，时间为3个月；开工后2个月进行桥梁基础施工；安排桥梁1队和桥梁2队负责基础和墩台的施工，每个队负责12个墩台施工任务；基础和墩台共配置8套施工设备，每个队4套，即每个队一次可同时施工4个墩的基础和墩台身，每套设备一次施工循环时间为5个月，上一循环施工完毕后随即进入下一循环的施工；安排桥梁3队负责箱梁的施工，配置一套移动模架：自开工之日起，移动模架采购及进场需8个月；第一孔箱梁自移动模架进场后开始拼装到制梁完毕需要2个月，其余各孔箱梁施工的进度指标为0．5个月/孔；桥头(0#台)岸上具有设置施工场地的条件。 问题 1．根据背景资料，简述隧道进口段进洞施工要点。 答：1、洞口的边仰坡要采取支护加固，支护采取锚喷方法，同时采用挖沟的方法截水、排水。 2、进洞施工要加强超前支护，不采用钻爆法开挖，而采用人工或机械方法开挖或弱爆破开挖，不能影响处于稳定状态的滑坡，必要时应采取稳定滑坡的措施，如抗滑桩。 3、洞口顶面注浆加固，并做沉降监控测量。 一、简单的求速度问题 1、厦门翔安海底隧道工程，其跨海隧道全长5300m，一辆小轿车匀速通过跨海隧道的时间是265s，则这辆小轿车的速度是多长？ 解：已知：S＝5300m，t=256s 根据：v=S/t可知 v=S/t=5300m/256s=s 答：这辆小轿车的速度是s 二、过桥问题（或隧道问题） 1、一列长200米的火车，以12m/s的速度通过400米的大桥，要完全通过大桥需要多长时间？ 解：由题可知：列车通过大桥行驶的总路程S=S桥+S车=400m+200m=600m， 由v= s/t 得， 火车完全通过大桥需要的时间t= s/v = 600m/12m/s =50s． 答：火车完全通过大桥需要的时间为50s． 2、一列火车长120米，匀速通过长360米的山洞，车身全部在山洞内的时间为10s，求火车的行驶速度。 解：根据题意可知，按车头算行驶距离S=360m-120m =240m,t=10s 根据：v=s/t得 火车的行驶速度v=s/t=240/10=24m/s 答：火车的行驶速度为24m/s 3、一列长310米的火车，用13m/s的速度匀速通过一隧道需要1min10s的时间，则隧道的长度是多少？ 解：已知：车的速度v=13m/s，行驶的时间t=1min10s=70s。 根据：v=s/t得 车行驶的路程s= vt=13m/s×70s=910m 所以隧道的长度为s隧道=S-S车=vt-s车=13m/s×70s-310m=600m． 答：隧道长是600m． 三、比值问题 1、甲、乙两个运动员爬两个山坡，已知他们的爬山速度比是2：3，两个山坡的长度比是4：3，则他们爬到坡上的时间比是多少？ 解：已知v甲：v乙=2：3，s甲：s乙=4：3， 根据v= s t 可得： t甲/ t乙 = (S甲/ V甲 )/( S乙/V乙 ) = (S甲/S乙 )× (V乙/V甲) = (4/3) ×(3/2 )= 2:1 ． 答：他们爬到坡上的时间比是2：1． 2、做匀速直线运动的甲、乙两辆汽车的运动时间之比是4：3，通过的路程之比是6：5，则 《地下建筑风水电工程》 本科课程设计 题目：公路隧道结构设计与计算 目录 第一章课程设计任务书--------------------------------------------------1 第二章拟定隧道的断面尺寸--------------------------------------------3 第一节隧道的建筑限界-----------------------------------------------3 第二节隧道的衬砌断面-----------------------------------------------4 第三章隧道的衬砌结构计算--------------------------------------------5 第一节基本资料--------------------------------------------------------5 第二节荷载确定--------------------------------------------------------5 第三节衬砌几何要素--------------------------------------------------5 第四节计算衬砌总内力----------------------------------------------6 第四章衬砌截面强度验算-------------------------------------------7 第一章课程设计任务书 一、目的和要求 课程设计是《地下建筑风水电工程》课程教学的重要实践性环节，是使学生熟练掌握隧道设计计算原理和计算方法的重要内容，为进一步的毕业论文和以后的工作打下坚实的基础。要求每个学生高度重视，必须认真按时完成。 二、课程设计题目及资料 1、课程设计题目：公路隧道结构设计与计算 某隧道通过Ⅳ级围岩，埋深H=20m，隧道围岩天然容重γ=25KN/m3，计算摩擦角ф=50 ,采用钻爆法施工。 要求按高速公路设计速度60km/h 或80km/h或100km/h 考虑公路隧道建筑限界的横断面： 1) 按公路隧道要求对隧道衬砌进行结构设计（拟定结构尺寸）； 2) 按规范确定该隧道的竖向均布压力和侧向分布压力； 3) 计算衬砌结构的内力（画出弯矩图和轴力图）； 4) 对衬砌结构进行配筋验算。 2、参考资料： （1）中华人民共和国行业标准《公路隧道设计规范》JTG D70-2004,人民交通出版社，2004年9月； （2）中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004,人民交通出版社，2004年； （3）夏永旭编著《隧道结构力学计算》，人民交通出版社，2004年； （4）本课程教材《地下建筑风水电工程》，人民交通出版社； （5）有关隧道设计图纸； 三、课程设计做法指导 1、根据题目要求，按照隧道设计章节的做法拟定隧道结构的截面尺寸，包括轮廓线半径和厚度等； 2、按照比例（例如1：100）绘制横断面图； 3、按照04年发布的《公路隧道设计规范》JTG D70-2004确定隧道围岩竖向压力和水平压力； 4、隧道结构内力计算（可按参考资料（3）中的计算步骤进行），要求写出计算过程，并画出弯矩图和轴力图； 5、每位学生提交的课程设计成果（计算书）： 浙江省2004年10月高等教育自学考试 隧道工程试题 课程代码：06081 一、填空题(每空1分，共20分) 1.隧道一般可分为两大类：____________隧道和____________隧道。 2.隧道的防排水可概括为____________、____________、____________。 3.水底隧道一般由____________部分和____________部分组成。 4.光线在污染空气中的透过量与在洁净空气中的透过量之比称为____________。 5.岩体的初始应力状态包括：____________、____________。 6.在开挖过程中稳定性受到影响的这部分岩体称之为____________。 7.坑道在开挖后若不支护，围岩在一定时间内能保持稳定，即有一段____________时间。 8.当围岩的竖向应力已知时，侧向应力的大小可用____________系数表示。 9.围岩压力是坑道围岩与____________相互作用的结果。 10.锚喷支护能有效地发挥和利用岩块间的____________、____________和自锁作用。 11.新奥法提出围岩体和支护视作统一的承载结构体系，____________是主要的承载单元。 12.开挖面附近的围岩在锚杆支护力的作用下由双向受力变为____________向受力状态，提高了岩体的强度。 13.根据盾构开挖面的施工方式不同可分为____________盾构和____________盾构两大类。 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填 在题干的括号内。每小题2分，共20分) 1.山岭隧道的优越性主要体现在：改善线形、提高车速、节省时间、( )。 A.疏导交通 B.简化施工 C.减少用地 D.缩短里程 2.在隧道地质调查中常用的物理探测方法是( )。 A.钻探法 B.弹性波法 C.踏勘法 D.导坑法 3.地质较差、围岩类别较低时宜采用( )。 A.端墙式洞门 B.环框式洞门 C.翼墙式洞门 D.遮光棚式洞门 4.白天由隧道入口进入的自然光的影响范围约为入口高度的( )倍。 A.1 B.2 C.3 D.4 5.岩石坚固性系数分类法是以( )作为分类基础的。 A.岩石强度 B.岩体结构面发育程度 1 问题1:1C400000《铁路工程管理与实务》（第二版）教材P171-173案例1C420031-2 背景： 某新建铁路的控制性工程是新河隧道，长8949m，围岩级别是Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，设置2座斜井，1座横洞。 设计文件要求：施工准备工期3个月，明洞及进口段3个月，1号斜井7个月，2号斜井6个月，横洞3个月。隧道围岩分布如图1C420031-2所示。 围岩长度（m ）围岩级别 222+235隧道进口 2#斜井 225+820 1#斜井 227+230 230+930 横洞隧道出口231+184 围岩级别 围岩长 度（m ）300Ⅳ 200Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅲ Ⅴ Ⅳ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 203550159260030015304002002140766168 明洞8m 图1C420031-2隧道围岩分布图 根据设计要求横洞只向小里程方向进行一个作业面施工，斜井进行两个作业面施工。 隧道按设计超前地质预报纳入工序，Ⅴ级围岩设计小导管超支护，其他为锚喷支护，Ⅲ级围岩采用全断面开挖，Ⅳ级围岩采用台阶法，Ⅴ级围岩采用短台阶预留核心土法开挖。 问题： 1.根据你的经验，确定隧道各级围岩的进度指标。 2.计算隧道掘进工期（含施工准备时间）。 解答： 1.隧道掘进循环时间、进度指标计算见表1C420031-2。 隧道掘进循环时间、进度指标计算表表1C420031-2 2.掘进工期计算如下： 根据计算的各级围岩指标，确定隧道各段的贯通点和各施工作业面围岩长度： 横洞至1号斜井段隧道洞身段开挖时间计算： 2220÷160+1080÷120+400÷60=29.5（个月） （2220是横洞至1号斜井段隧道洞身段III 级围岩长度；1080是横洞至1号斜井段隧道洞身段IV 级围岩长度；400是横洞至1号斜井段隧道洞身段V 级围岩长度。围岩长度计算见后附表） 由于1号斜井工期7个月，横洞3个月，横洞作业面比斜井作业面早施工4个月。 横洞作业面施工时间：29.5÷2+（7-3）÷2=16.8个月 横洞至斜井段施工工期为：施工准备+横洞时间+掘进时间=3+3+16.8=22.8个月。 其他各段计算同上。 经计算隧道进口与2号斜井之间所用掘进时间最长，为24个月，所以本隧道的掘进工期为：24个月。 分析： 施工现场考虑各种因素，在计算工期不超过要求工期的情况下，分界点的设置可适当进行调整，各段均衡施工，同其他作业配合，利于设备、人员的充分利用。 如[案例1C420031-2]，横洞作业面施工距离较长，施工通风的难度加大，洞内作业条件差，在不影响工期的条件下进行调整，更符合工程施工实际。如图1C420031-3所示： 横洞 1#斜井 2#斜井A B C D E F G 231+184 230+930 228+500 227+230 226+500 225+820 224+550 222+235 隧道出口隧道进口图示 施工单元 围岩长度（m ） III IV V 86168 1730680 470400400 73068070600600 1562550195 分界点分界点分界点明洞8 m 图1C420031-3隧道施工分界里程示意图 工期计算见表1C420031-3： 隧道工期计算表表1C420031-3 隧道工程课后习题参考答案 一、名词解释： 1、隧道：修建在地下、两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的通 道。 2、复合式衬砌：把衬砌结构分成不止一层，在不同的时间上先后施作的衬砌。 3、洞门：在隧道洞口用圬工结构砌筑并加以一定建筑物装饰的支挡结构物。 4、明洞：用明挖法修建的隧道。 5、避车洞：列车通过隧道时，为保证洞内人员及维修设备安全，在隧道两侧边 墙上交错均匀地修建了洞室，用于躲避列车，故称之为避车洞。 6、纵向式通风：在通风机的作用下使风流沿着隧道全长方向流动的通风方式。 7、围岩:是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体，或指隧道开挖后 对其稳定性产生影响的那部分岩(土)体。 8、围岩分级：根据岩体的若干指标，按照稳定性将围岩分成不同的级别。 9、洞口段：指洞口浅埋段，即开挖可能给洞口地表造成不良影响的范围。 10、岩爆：岩体中聚集的高弹性应变能因隧道开挖而发生的一种应力突发现象。 二、简答题： 1.隧道按使用功能分类时有哪些？ 答：交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军工与人防工程 2.交通山岭隧道的主要功能及特点。 答：功能：1.克服高程障碍，2.裁弯取直(缩短线路)，3.避开不良地质地段， 4、避开其他重要建筑物等；特点：优点1.缩短线路长度，减少能耗， 2. 节约地皮，3.有利于环境保护 ,4.应用范围广泛；缺点1.造价较高， 2. 施工期限，3.施工作业环境和条件较差。 3.隧道工程勘察的基本内容是什么？地质调查后应提供的主要资料有哪些？ 答：基本内容：（1）隧道工程调查，（2）隧道路线确定，（3）洞口位置选择。 资料选择：隧道所在地区自然条件调查、隧道工程对周围环境影响的调查、 工程地质及水文地质的勘察、地形测量、导线测量。 4.越岭隧道位置选择时要考虑的主要因素是什么？ 答：路线总方向上的垭口2.地质条件3.隧道长度4.两侧展线难易程度5.工 公路工程实验检测试卷库《隧道工程实验检测技术》试题（共7卷） 计算题（第01卷） 1．某高分子防水卷材哑铃状试件工作部份的宽度mm b 5.22=，厚度mm d 0.1=；拉力N F 360=时试件断裂。试确信该试件的拉伸强度。 解： MPa bd F 0.160 .15.22360=⨯== σ 2．某隧道路面距车道边缘1/4宽度处的最低亮度nt L 48min =，该线上的平均亮度nt Lav 56=；隧道中心线上的最大亮度nt L 72max =，最小亮度nt L 64min ='。试确信该隧道的亮度总均匀度和亮度纵向均匀度。 解： 总均匀度 86.05648min 0=== Lav L U 纵向均匀度 89.072 64 max min 1=='=L L U 计算题（第02卷） 3．某隧道拱顶下沉用水平仪量测，水平仪的前视标尺为悬挂在拱顶测点上的钢尺，后视标尺为固定在衬砌上的标杆。第一次观测读数：前视1120mm ，后视1080mm ；二次观测读数：前视1100mm ，后视1070mm 。试确信拱顶测量点的位移量和方向。 解： 后视差值A ＝二次后视读数一第一次后视读数＝1070-1080＝-10mm ， 前视差值B ＝ 二次前视读数一第一次前视读数＝1100-1120＝-20mm C ＝B-A ＝-20+10＝-10mm C 为负，表示拱顶下沉。 4．某隧道洞内采纳水泥混凝土路面，其大体段的平均照度lx E av 78=，已知水泥混凝土路面的平均照度换算系数C=13。试计算路面平均亮度。 解： nt c E L av av 613 78 === 计算题（第03 卷） 5．隧道运营通风经常使用公式τlg 100 1 -=K 计算隧道内的烟雾浓度，其中τ为检测长度L=100m 光阴线在烟雾中的透过率。某隧道在检测烟雾浓度时，光源与照度计的间距为100m ，在干净空气中测得照度计上的照度lx E V 90=，通车后测得照度计上的照度lx E 45=。试确信该隧道所测区段通车后的烟雾浓度（3.05.0lg -=）。 解： 5.090 45 === V E E τ 13100.31003.05.0lg 1001lg 1001--⨯==-=-=m K τ。 6．某高分子防水卷材作断裂伸长率实验，实验初始，试件的标距L 0＝100mm ，断裂时的标距L ＝325mm 。试确信该试件的断裂伸长率。 解： %225%100100 100325%10000=⨯-=⨯-= L L L ε 计算题（第04卷） 7．某隧道用350g/m 2 的丙纶无纺布作防水板的垫层，施工前用窄条试件（图1）检测其抗拉强度。 试件宽度B=50mm ，初始长度L 0=100mm ，当拉力加到f p =950N 时拉力达到峰值，现在试件伸长到f L =220mm 。试确信该试件的抗拉强度和延伸率。 解： 抗拉强度 m kN m N B p T f S /19/1900005.0950 === = 延伸率 %120%100100 100 220%10000=⨯-=⨯-=L L L f p ε 8．某隧道净断面面积50m 2 ，为了检测隧道的平均风速，将隧道断面分成面积相等的8个小块（图2），用翼式风表在各小块形心处测得风速如下表：试确信该隧道的平均风速。 图2 图1 隧道工程课程设计 设计题目：公路隧道结构设计与计算 1课程设计任务书 1.1 目的和要求 1、课程设计是《隧道工程》课程教学的重要实践性环节，是使学生熟练掌握隧道设计 计算原理和计算方法的重要内容。要求每个学生高度重视，必须认真按时完成。 1.2时间安排 根据高等学校土木工程专业《隧道工程》课程教学大纲要求：本课程安排一周的课程设计，采取集中进行的方式。按照本学期本课程教学的实际教学情况，对课程设计工作做 如下安排： 1、根据教学进度，将课程设计任务布置给学生； 2、学生在学期的第二周内完成课程设计内容； 3、课程设计计算书完成后，在第三周交任课老师 1.3课程设计题目及资料 1、课程设计题目：公路隧道结构设计与计算 某高速公路隧道（双向四车道，隧道长： 250m）通过Ⅲ级围岩，埋深H=20m，隧道围岩天然容重γ=24KN/m3，计算摩擦角ф =45 ,采用钻爆法施工。 要求按高速公路设计速度100km/h考虑公路隧道建筑限界的横断面： 1)按公路隧道要求对隧道衬砌进行结构设计（拟定结构尺寸）； 2)按规范确定该隧道的竖向均布压力和侧向分布压力； 3)计算衬砌结构的内力（画出弯矩图和轴力图）； 4)对衬砌结构进行配筋验算。 2、参考资料： （ 1）中华人民共和国行业标准《公路隧道设计规范》JTG D70-2004, 人民交通出版社，2004 年 9 月； （ 2）中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004, 人民交通出版社，2004 年； （3）夏永旭编著《隧道结构力学计算》，人民交通出版社， 2004 年； （4）有关《隧道工程》教材； （5）有关隧道设计图纸； （6）公路隧道、世界隧道、岩石力学与工程学报等期刊。 1.4课程设计做法指导 1、根据题目要求，按照《公路隧道设计规范》JTG D70-2004 拟定隧道结构的截面尺寸，包括轮廓线半径和厚度等； 2、按照比例（例如1：100）绘制横断面图； 3、按照 04 年发布的《公路隧道设计规范》JTG D70-2004 确定隧道围岩竖向压力和水平压力； 4、隧道结构内力计算，要求写出计算过程，并画出内力图； 5、每位学生提交的课程设计成果（计算书）： （1）按上述要求进行的计算过程和计算结果； （2）按比例绘制的隧道结构设计图纸一张（包括隧道横断面图、断面配筋图、支护设计图）。隧道工程计算题
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