隧道工程計算題

【圍巖等級確定】參見書本P.96-99例題:某公路隧道初步設(shè)計資料如下(1)?巖石飽與抗壓極限強(qiáng)度為62MPa(3)巖體彈性波速度為2。4km/s(4)?巖體所處地應(yīng)力場中與工程主軸垂直得最大主應(yīng)力σmax=9、5Mpa(5)?巖體中主要結(jié)構(gòu)面傾角20°,巖體處于潮濕狀態(tài)?求該圍巖類別為？(來源:隧道工程課件例題)Kv=0.33＞2.79取Kv=0。33(3)BQ=90＋3Rc＋250Kv=90+3*59、7+250＊0.33=351、63、巖體得基本質(zhì)量分級下水影響修正系數(shù)K1巖體處于潮濕狀態(tài),BQ=351。6,因此取K1=0.1?(2)主要軟弱面結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀修正系數(shù)K?2因?yàn)橹饕浫踅Y(jié)構(gòu)面傾角為20,故取K2=0。3(3)初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù)K3巖體應(yīng)力情況為高應(yīng)力區(qū)由BQ=351.6查得高應(yīng)力初始狀態(tài)修正系數(shù)K3=0。5(4)?基本質(zhì)量指標(biāo)得修正值[BQ][?BQ]5、巖體得最終定級?因?yàn)樾拚蟮没举|(zhì)量指標(biāo)[BQ]=261。6,所以該巖體得級別確定解:坍塌高度:h=x==垂直均布壓力:Kn／m2荷載等效高度:淺埋隧道分界深度:x4。104=82、1Kn／m2;2、當(dāng)埋深H=3m時,H《,屬于淺埋。垂直均布壓力:q＝=20x3=60Kn／m2,側(cè)向壓力:e＝＝20x(3+1/2x8)＝6、86Kn/m2;=3。537=20x7x0、141=19.74Kn/m2e=(+)/2=(19。74＋11.68)/2=15。71Kn／m2(1)判斷該隧道屬深埋還就是淺埋;(2)求作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上得豎向與水平圍巖壓力。答:坑道高度與跨度之比為:Ht/Bt=7、6/9、9=0、77＜1.7且為礦山法施工,先假設(shè)隧道為深埋隧道,則垂直圍巖壓力值可按如下公式計算:ω=1＋i(Bt—5)=1+0。1(9。9—5)＝1。49將s=3,γ＝22KN/m3,ω＝1.49代入上邊得垂直圍巖壓力值計算公式,可得:q=59KN/m2(2分)qhqmqq度:Hp=(2~2、5)h=5、36~6。70m(2分)qq=59KN/m2(1分)e＝(0~1／6)q=0~9.8KN／m2(1)判斷該隧道屬深埋還就是淺埋;用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上得豎向與水平圍巖壓力。且為礦山法施工,先假設(shè)隧道為深埋隧道,則垂直圍巖壓力值可按如下公式計算:ω=1+i(Bt-5)=1+0、1(10.0－5)=1。50(2分)sKNm3,ω＝1.50代入上邊得垂直圍巖壓力值計算公式,可得:q=113。4KN/m2(2分)q深、淺埋隧道得分界深度:Hp=(2~2、5)h＝10、8~13.50m(2分)q因圍巖為Ⅳ級,則水平均布圍巖壓力e為:e＝(1／6~1/3)q=18、9~37。8KN/m2(2分)在支護(hù)結(jié)構(gòu)上得豎向與水平圍巖壓力、(2)求作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上得豎向與水平圍巖壓力、計算題寬40cm,中線偏移值d＝12、5cm,外軌超高值E=9。5cm,隧道竣工后,測得DK23＋樁外側(cè)內(nèi)側(cè)號寬／m寬／mDK2。2、DK2。2。73+205463+255,,曲線加寬則:內(nèi)側(cè)加寬=32。5cm,外側(cè)加寬＝7。5cm。則對該隧道,不侵限得條件為:因此:DK23+15、DK23+20、DK23＋25外側(cè)都不侵限;DK23＋15內(nèi)側(cè)不侵限,DK23+20、DK23+25內(nèi)側(cè)侵限。2、某單線鐵路隧道位于圓曲線半徑R=1000m,緩與曲線長Lc＝100m得曲線上,8,設(shè)計最高行車速度為120km／h。試計算隧道加寬值W,中線偏移值d,并繪圖說明隧道斷面得變化位置、線路中線與隧道外軌超高值為:內(nèi)側(cè)加寬值為:外側(cè)加寬值為:總加寬值為:中中線偏移值為:則分段里程:?與斷面:ZH點(diǎn)DK27＋948~＋993與斷面:DK27+993~出口DK28+344意下?如示1、某公路隧道進(jìn)口30米處圍巖就是IV級,容重25kN/m3,開挖斷面寬度12米,凈高為解:Kpa墻型隧道,埋深26m,圍巖容重γ＝22KN/m3,計算內(nèi)摩擦角φ＝解:Kpa試計算該隧道圍巖壓力。解:KpaKpa=73。44~122、4Kpa8m,試確定圍巖壓力。解:此時令側(cè)壓力系數(shù),上覆土體產(chǎn)生圍巖壓力,則隧道頂部垂直壓力:水平壓力:＝351KPamm20KN/m3,圍巖似摩擦角φ＝530,摩擦角θ＝300,試求埋深為3m、7m、15m處得圍巖壓力。解:①求自然拱高度;②判斷深淺埋分界;③分別按淺或深埋隧道求圍巖壓力。結(jié)果(小數(shù)點(diǎn)后四舍五入):埋深3m時,屬于淺埋。q=＝60KPa,e==15、67KPa;＝143。67KPa＝19。8KPa6.一直墻型隧道建于軟弱破碎巖體中,埋深40m,圍巖巖石容重γ=23KN/m3,內(nèi)摩擦角φ=360,巖石抗壓強(qiáng)度R=8Mpa,隧道寬6m,高8m,使用泰沙基理論與普氏理論確定圍巖壓b解:確定自然平衡拱得半跨:確定自然平衡拱得寬度:隧道得垂直壓力為:KPa水平側(cè)壓力為:＝82.2KPa確定自然平衡拱得跨度:1tt22平衡拱高度為:隧道得垂直壓力為:Kpa水平壓力=52。94Kpa7、一直墻形隧道建于軟弱破碎巖體中,埋深50m,圍巖容重γ＝24KN/m3,φ=360,巖體抗壓強(qiáng)度R＝12Mpa,隧道寬6m,高8m,試確定圍巖壓力。b壓力拱高h(yuǎn)為=5、9m隧道頂部垂直壓力=24×5。9=141.6Kpa=36、76Kpa＝86。6Kpa5。一對稱等厚平拱,襯砌厚度為50cm,已知內(nèi)力如下圖示,墻底抗力系數(shù)K=350MPa/m,d請求出墻底中心水平位移、垂直位移以及墻底截面轉(zhuǎn)角(注:圖中1、2、3為截面編號)、5。解:求墻底中心水平位移:由溫氏假定:心水平位移＝墻底中心垂直位移=墻底邊緣應(yīng)力由溫氏假定:邊緣垂直于墻底面得位移ⅢⅢ隧道受力不均,使隧道穩(wěn)定性變差。墻底截面轉(zhuǎn)角圍巖抗力系數(shù)為150MPa/m。試求墻底中心得下沉量及墻底發(fā)生得轉(zhuǎn)角、4、解:運(yùn)用溫氏假定解之。①,②,③墻底中心下沉量=9.67＋4。83＝14、5mm墻底轉(zhuǎn)角對拱頂圍巖內(nèi)部位移進(jìn)行了量測,不同時此圖判斷拱頂圍巖得松動范圍;如用錨桿1.解:由圖可見,在距巖面3m處,位移隨時間變化不大,圍巖得松動范圍應(yīng)該在該處附近。如用錨桿加固,錨桿長度應(yīng)該超過圍巖松動范圍,錨桿長度應(yīng)采用3、5~4m為宜。2、某隧道在鋼支撐架設(shè)時,在同一架鋼支撐上安裝了三支液壓測力計(圖a),測得各測力計得壓力——時間關(guān)系曲線,如圖b。試據(jù)此分析該斷面得壓力特征,并說明加強(qiáng)初期支護(hù)時應(yīng)采取得措施。ⅢCMPa試問:①開挖后不支護(hù)狀態(tài)下,圍巖就是否出現(xiàn)塑性區(qū)?②如果出現(xiàn),問塑性區(qū)半徑就是多少?③假定支護(hù)阻力