隧道关键工程计算题.docx

计算题【围岩级别拟定】参见课本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日勺最大主应力max=9.5Mpa(5) 岩体中重要构造面倾角20°，岩体处在潮湿状态求该围岩类别为？(来源：隧道工程课件例题)解：1.岩体勺完整性系数KvKv=(Vpm/Vpr)2=(2.4/4.2) 2=0.33岩体为破碎2. 岩体勺基本质量指标BQ(1) 90 Kv+30=90*0.33+30=59.7Rc=62>59.7 取 Rc=59.7(2) 0.04Rc+0.4=2.79Kv =0.33>2.79 取 Kv =0.33(3) BQ=90+3Rc+250 Kv=90+3*59.7+250*0.33=351.63. 岩体勺基本质量分级由BQ=351.6可初步拟定岩体基本质量分级为III级4. 基本质量指标日勺修正(1) 地下水影响修正系数K1岩体处在潮湿状态，BQ=351.6,因此取K1=0.1(2) 重要软弱面构造面产状修正系数K2由于重要软弱构造面倾角为20,故取K2=0.3(3) 初始应力状态影响修正系数K3Rc/。

max=62/9.5=6.53岩体应力状况为高应力区由BQ=351.6查得高应力初始状态修正系数K3=0.5(4) 基本质量指标勺修正值[BQ][BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)=351.6-100(0.1+0.3+0.5)=261.65. 岩体勺最后定级由于修正后勺基本质量指标[BQ]=261.6，因此该岩体勺级别拟定为IV级围岩压力计算】参见课本P.103-109某隧道内空净宽6.4m，净高8m,W级围岩已知：围岩容重Y=20KN/m3，围岩似摩擦角 祖=530,摩擦角9=300,试求埋深为3m、7m、15m处日勺围岩压力来源：网络)解：w = 1 + 0.1(6.4 — 5) = 1.14坍塌高度：h= 0.45 x 2s-1 x w = 0.45 x 8 x 1.14 = 4.104m垂直均布压力：q = 0.45 x 24-1xyxw = 0.45 x 8x 20x 1.14 = 82.08 Kn/m2q 82 一 08荷载等效高度：h = q = = 4.104mq y 20浅埋隧道分界深度：H = (2 〜2.5)h = (2 〜2.5) x 4.104 = (8.208 〜10.26) m1、 当埋深H=15m时，H》Hq ,属于深埋。

垂直均布压力：q =yh =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/m22、 当埋深H=3m时，H《气,属于浅埋垂直均布压力：q=y H = 20x3= 60 Kn/m2，… 1 、 …侧向压力：e=y(H + )tan2(450 -2 Ht53、 ，=20x(3+1/2x8) tan2(450 ——) =6.86Kn/m2；^2i (tan 2 © +1) tan © 35373、埋深 H=7m 时，h

1) 判断该隧道属深埋还是浅埋；(2) 求作用在支护构造上日勺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 y 3因 Bt = 9.9m 故 i=0.13 = 1+ i (Bt - 5) =1+0.1(9.9 - 5) = 1.49将s = 3, y=22 KN/m3, 3= 1.49代入上边勺垂直围岩压力值计算公式，可得：q = 59 KN /m2 (2 分)等效荷载高度：hq= q/y =59/22=2.68m深、浅埋隧道勺分界深度：Hp = (2〜2.5) hq=5.36〜6.70m (2分)因隧道埋深为10米，不小于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mi级，则水平均布围岩压力e为：e = (0 〜1/6) q =0 〜9.8 KN/m25. 某道路隧道，W级围岩，开挖尺寸：高7.7米，宽10.0米，矿山法施工，Y为21KN/m3 埋深15米1) 判断该隧道属深埋还是浅埋；(2) 求作用在支护构造上日勺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 y ® (2 分)因 Bt = 10.0m 故 i=0.13 = 1+ i (Bt - 5) =1+0.1(10.0 - 5) = 1.50 (2 分)将s = 4, y=21 KN/m3, 3= 1.50代入上边勺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：hq= q/y =113.4/21=5.40m (1 分)深、浅埋隧道勺分界深度：Hp = (2〜2.5) hq=10.8〜13.50m (2分)因隧道埋深为15米，不小于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)。