《隧道工程》作业完整版

40 Pv?tan280 水平压力：

?280?0?6?8tan(45?2)?=812KPa ??280e1?812tan(45?)=294KPa

22280e2?(812?20?8)tan(45?)=351 KPa

225. 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，围岩似摩擦角φ＝53，摩擦角θ＝30，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)：

0

0

3

??1?0.1(6.4?5)?1.14

q?0.45?24?1?????0.45?8?20?1.14?82.08 KPa

hq?q??82.08?4.104m 20Hq?(2~2.5)hq?(2~2.5）?4.104?（8.208~10.26）m

埋深3m时，属于浅埋。 q=?h=60KPa， e=(q??1?Ht)tan2(450?0)=15.67KPa； 22(tan2?0?1)tan?0埋深7m时，属于浅埋。tan??tan?0?=3.5378

tan?0?tan?tan??tan?0=0.1414

tan??1?tan?(tan?0?tan??tan?0tan????q??h(1?h?tan?)=143.67 KPa Be1??h?=19.8KPa

e2??H?=42.42 KPa

埋深15m时，属于深埋。q??hq=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，内摩擦角φ

0

＝36，岩石抗压强度Rb =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：

a1?3

?B??Httan(450?)?3?8tan(450?0)?7.08m 222a1?9.74m tan?确定自然平衡拱的宽度：b1?隧道的垂直压力为：p?2?ab1?2?23?3?9.74?1344.12 KPa 水平侧压力为：e?1??(2b1?h)tan2(450?)=82.2 KPa 22（2）普氏理论计算：

确定自然平衡拱的跨度：

360B1?Bt?2Httan(45?)?6?2?8tan(45?)?14.16m

220?0平衡拱高度为：h?b14.16/2??8.85m fkb8/10隧道的垂直压力为：q??h?23?8.85?203.55Kpa

360)=52.94 Kpa 水平压力 e1?203.55tan(45?220360)=100.8 Kpa e2?(203.55?23?8)tan(45?2207. 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，φ＝36，岩体抗压强度Rb=12Mpa，隧道宽6m，高8m，试确定围岩压力。

解：岩石坚固性系数fkb=12/10=1.2，

30

a1??B??Httan(450?)?3?8tan(450?0)?7.08m 222

压力拱高h为h?a1=5.9m 1.2隧道顶部垂直压力q??h=24×5.9=141.6 Kpa

360e1?141.6tan(45?)=36.76 Kpa

220360e2?(141.6?24?8)tan(45?0)=86.6 Kpa

22第5章 作业3

1. 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. 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. 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。

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)。

4.解：运用温氏假定解之。

N780?1450??1450KN/m2，?1???9.67mm 3h0.6k150?10?max6M6?43.57252?725KN/m????4.83mm ②?max?2?,223h0.6k150?10①??

③墙底中心下沉量???1??2=9.67+4.83=14.5mm

墙底转角???2h/2?4.83?16.1?10?3rad

0.6/25.解：求墙底中心水平位移： 在轴力N作用下： 墙底中心应力?中?N287??574KN/m2 h0.5由温氏假定：?中??k?574?1.64mm

350?1030则：墙底中心水平位移＝1.64?cos60?0.82mm 墙底中心垂直位移＝1.64?sin60?1.42mm 在弯矩M作用下： 墙底边缘应力?边?06M6?152 ??360KN/m22h0.5由温氏假定：边缘垂直于墙底面的位移?边??边k?360?1.03mm 3350?101.03?10?3??4.12?10?3rad 墙底截面转角??h/20.5/2第六章 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. 比较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。

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