隧道工程计算题.doc

计算题【围岩等级确定】参见书本 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 s(3) 岩体弹性波速度为 smax=(4 )岩体所处地应力场中与工程主轴垂直的最大主应力b(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 KvKv=(Vpm/Vpr)2= 2=岩体为破碎2. 岩体的基本质量指标 BQ(1) 90 Kv+30=90*+30=Rc=62> 取 Rc=(2) +=Kv => 取 Kv =(3) BQ=90+3Rc+250 Kv=90+3*+250*=3. 岩体的基本质量分级由BQ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=因此取K1 =因为主要软弱结构面倾角为 20,故取K2=(3)初始应力状态影响修正系数 K3Rc/ er max=62/=岩体应力情况为高应力区由BQ=^得高应力初始状态修正系数 K3=(4 )基本质量指标的修正值[BQ][BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)=++=5. 岩体的最终定级因为修正后的基本质量指标 [BQ]=，所以该岩体的级别确定为 IV级。

围岩压力计算】参见书本某隧道内空净宽，净高8m W级围岩已知：围岩容重丫= 20KN/m,围岩似摩擦角53°, 摩擦角0= 30°，试求埋深为3m 7m 15m处的围岩压力 (来源：网络)解： 1 °.1(6.4 5) 1.14坍塌高度：h=0.45 2s 1 x =0.45 8 1.14 =4.1°4m垂直均布压力：q 0.45 24 1 0.45 8 20 1.14 82.08 Kn/m2荷载等效高度：hq q 82坐 4.104mq 20浅埋隧道分界深度： Hq (2 ~ 2.5)hq (2~ 2.5) 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 h == Kn/m2 ；水平均布压力：e=(〜)q =(〜)=〜Kn/m22、 当埋深H=3m时，H《hq ,属于浅埋侧向压力：1 . , 2 0 0 2 0 53、e= (H ) tan (45 一)= 20x(3+1/2x8) tan (45 ) =m22H t 2 23、埋深 H=7m时，hq

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 == <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：s -1q = x 2 丫 3因Bt = 故i=3 = 1+ i （Bt - 5） =1+ - 5）=将s = 3, Y =22 KN/m3,3= 代入上边的垂直围岩压力值计算公式，2可得：q = 59 KN /m (2 分)等效荷载高度：hq = q/ y =59/22=深、浅埋隧道的分界深度： Hp = （2〜hq=〜（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2q = 59 KN/m （1 分）因围岩为川级，则水平均布围岩压力 e为：2e = （0 〜1/6） q =0 〜KN/m5•某道路隧道，"级围岩，开挖尺寸：高米，宽米，矿山法施工，丫为 21KN/m5,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 == <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 = x 2 s -1 丫 3（ 2 分）因Bt = 故i=3 = 1+ i （Bt - 5） =1+ - 5） = （2 分）将s = 4, 丫 =21 KN/m3,3= 代入上边的垂直围岩压力值计算公式，2可得：q = KN /m （2 分）等效荷载高度：hq = q/ 丫 =21= （1分）深、浅埋隧道的分界深度： Hp = （2〜hq=〜（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 = KN/m （1 分）因围岩为W级，则水平均布围岩压力 e为：e = （1/6 〜1⑶ q =〜KN/m2 （2 分）4•某道路隧道，川级围岩，开挖尺寸：高米，宽米，矿山法施工，丫为 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，W级围岩，开挖尺寸：高米，宽米，矿山法施工，丫为 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=,外轨超高值E=,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，试按隧限一2A计算各点侵限情况桩号外侧宽/m内侧宽/mDK23+15DK23+20DK23+251.解：E 9.5cm 15cm ,d (W1 W2)/2 12.5cm，曲线加宽 W3 W, W2 40cm则：内侧加宽w =，外侧加宽w2=由“隧限一2A”的图3-4-2 （教材）所示：隧道起拱线处曲线半径为。

则对该隧道，不侵限的条件为：外侧：+100=;内侧：+100=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=，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：2 2V2 1202E 0.76 0.76 10.94cm 15cmR 1000内侧加宽值为：4050 4050W 2.7E 2.7 10.94 33.6cmR 1000外侧加宽值为：4400 4400 ,,W2 4.4cmR 1000总加宽值为：W3 W1 W2 33.6 4.4 38.0cm中线偏移值为：d (W1 W2)/2 (33.6 4.4)2 14.6cm则分段里程:d总与d偏断面：ZH点 DK27+944+ 993d总 /2 与 d偏 /2 断面：DK27+993〜出口 DK28+344示意图如下:. . 31.某公路隧道进口 30米处围岩是IV级，容重25kN/m,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： 1 0.1(12 5) 1.74 1q 0.45 20.45 8 25 1.7153 Kpahq153256.12mHq(2~2.5)hq(2 ~ 2.5) 6.12 (12.24 ~15.3)m >8m属于浅埋隧道。

2.川级围岩中的一直墙型隧道， 埋深26m围岩容重丫 = 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： 1 0.1(6 5) 1.10.45 4 22 1.1 43.56 Kpa3 1q 0.45 2hq43.56 2.0m22H q (2 ~ 2.5)hq (2 ~ 2.5) 2 (4 ~ 5) m <26m属于深埋隧道3 1q 0.45 2 0.45 4 22 1.1 43.56 Kpae 0.15q = Kpa3.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/nf,试计算该隧道围岩压力解:1 0.1(125) 1.7q 0.45 25 10.45 16 20 1.7244.8 Kpahq q迪q 2012.24mHq (2 〜2.5)hq(2 ~ 2.5) 12.24 (24.5 ~ 30.6)m属于深埋隧道5 1q 0.45 2 0.45 16 20 1.7 244.8 Kpae (0.3 ~ 0.5)q (0.3 ~ 0.5) 244.8 =~ Kpa4.沙性土质隧道，埋深 h=40m,围岩容重丫 = 20KN/m3，内摩擦角$ = 28°,隧道宽6m,高8m,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，则隧道顶部垂直压力:Pv40tan 28°6 8tan(45°280) =8l2KPa2水平压力:ei2812 tan (4528°)2=294KPa(812 2° 8)tan2(4528°)=351 KPaY = 2°KN/mi，围岩似摩擦角 $5.某隧道内空净宽，净高 8m W级围岩已知：围岩容重=53°,摩擦角0 = 3°°，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）：1 °.1(6.45) 1.144 1°.45 2°.45 8 2°1.14 82.°8 KPah 82.082°4.1°4mHq(2~2.5)hq(2~2.5) 4.1°4(8.208 ~ 10.26) m埋深3m时，属于浅埋q= h=6°KPa,1e= (q - Ht)tan2(45° 寸)=；埋深7m时，属于浅埋tan tan °2(tan ° 1)tan °: tan ° tantantantan1 tan (tan 0 tantan 0 tanqh(1h tan 、丿=KPa Be1h。