中南大学隧道工程课后习题答案
【中南大学】隧道工程—第5章
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5.1.3 隧道结构体系的计算模型
3.岩体力学模型 特点： ◆支护结构与围岩视为一体，共同承受荷载，
且以围岩作为承载主体； ◆支护结构约束围岩的变形； ◆采用岩体力学方法计算； ◆围岩体现为形变压力。
适用于：锚喷支护
隧道围岩物理力学参数：通过现场测试，不仅难以 进行而且不同地段区别很大，这也使得隧道工程的 计算精度受到影响，因此只有正确认识地质环境对 支护结构体系的影响，才能正确的进行隧道支护结 构的计算。
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5.1.2 隧道工程的力学特点
3.围岩—支护结构承载体系 ◆围岩不仅是荷载，同时又是承载体 ◆地层压力由围岩和支护结构共同承受
（2）以测试为依据的实用法。包括收敛—约束法、现场 和实验室的岩土力学试验、应力(应变)量测以及实验室模 型试验。
（3）结构力学方法（作用—反作用模型，例如弹性地基
框架，弹性地基圆环（全部支承或部分支承），矩阵位
移法等。这种模型亦可称为荷载—结构法。
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5.1.3 隧道结构体系的计算模型
（4）岩体力学方法
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5.2.4 衬砌截面强度检算
1.破损阶段法
◆ 算例
截面号 轴力（kN） 弯矩（kN.m） 计算安全系数 允许安全系数
7
1058
-522
1.26
3.6
16
923
-153
1.48
3.6
22
791
144
1.46
3.6
截面号
截面厚度 应配钢筋 (m) 面积（m2）
应配钢筋根 数（Φ18）
7
0.90 0.0015
隧道力学第1讲(中南大学施成华)
第1讲 隧道力学的基本概念及计算模型—计算模型
5、隧道结构的力学计算模型
（1）国内外常用的隧道结构计算模型 国际隧道协会(ITA)于1978年曾成立结构设计模型
研究组(Working Group on Structural design Models)，其任务在于汇集及交流各会员国所采用的 结构设计模型。该工作组于1981年提出了工作报告， 给出了各会员国对四种不同类型的隧道所采用的结构 设计模型。
2、隧道工程的特点及主要结构型式
（2）隧道衬砌的类型
1）整体式混凝土衬砌
拱圈
拱圈
直边墙
轨顶面
铺底
直墙式衬砌
直 墙 式 衬 砌
曲边墙
内轨顶面
仰拱
曲墙式衬砌
第1讲 隧道力学的基本概念及计算模型—隧道的特点及结构型式
2、隧道工程的特点及主要结构型式
（2）隧道衬砌的类型
2）装配式混凝土衬砌
第1讲 隧道力学的基本概念及计算模型—隧道的特点及结构型式
2、隧道工程的特点及主要结构型式
（3）结构型式
2）圆形
3）拱形
第1讲 隧道力学的基本概念及计算模型—隧道的特点及结构型式
2、隧道工程的特点及主要结构型式
（3）结构型式 4）双连拱形
第1讲 隧道力学的基本概念及计算模型—隧道的特点及结构型式
2、隧道工程的特点及主要结构型式
（3）结构型式 5）矩形及单跨双层结构
隧道力学第1讲(中南大学施成 华)
隧道力学 课程安排：
第1讲 隧道力学的基本概念及计算模型 第2讲 隧道开挖后的力学行为 第3讲 隧道结构计算的结构力学方法（1）—力法 第4讲 隧道结构计算的结构力学方法（2）—位移法 第5讲 隧道结构计算的岩体力学方法 第6讲 隧道施工工作面稳定性的力学分析 第7讲 隧道辅助施工措施的力学分析 第8讲 隧道力学计算中的特殊问题
隧道工程考试复习题及参考答案
中南大学现代远程教育课程考试复习试题及参考答案隧道工程一、名词解释题1.非电化隧道2.翼墙式洞门3.围岩失稳4.斜眼掏槽5.矿山法6.硬岩7.曲线隧道8 .隧道预支护9.围岩压力10喷锚支护11.开敞式掘进机12.围岩13.防水板14.二次衬砌15.非电控制爆破二、填空题1.在地下水发育地段，隧道结构的施工缝应该采用 ____________ 防止漏水。
2.混凝土衬砌截面的最小厚度是 _________ m。
3.当遇到不良地质时，隧道选线应尽可能的 ____________ 。
4.铁路曲线隧道不同加宽断面的衔接是采用 _________________ 。
5.预裂爆破的特征是 ______________ 。
6.温克尔假定认为，某点的 _____________ 与该点的变形成正比。
7.隧道围岩分级共分为 _______ 级，级别越小，则围岩越_________ 。
&公路隧道的运营通风要求比较高，是否设置通风机械的因素是_________ 和 ________9.在直刚法计算中，衬砌结构的边界条件是 _______________ 。
10.在隧道的设计中，是否布置辅助坑道，主要考虑 ________________ 。
11. __________________________________ 隧道施工循环中的关键工序是和 ,因为它们所占的时间比例最大。
12•隧道与地面建筑物的根本区别是___________________________ 。
13.在新奥法施工中，控制爆破、____________ 和__________ 是必不可少的重要手段。
14.在确定隧道纵坡时，如果是紧坡地段，应该设计成____________ 坡。
15•洞口地形图的主要作用是____________________ ，它的比例一般采用 ________ 。
16.在山岭隧道施工方法中，____________________________适应性最强的是法，它可以通过调节__ 的长度来适应不同的地质条件。
隧道工程课后习题参考答案
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.工程量大小6.路、桥、隧总体线形。
5.选择洞口位置时应遵循的原则是什么？期工程意义是什么？答：原则：早进洞、晚出洞意义：确保施工、运营的安全。
【201406】中南大学《隧道工程》试题及参考答案
《隧道工程》试题及参考答案一、某隧道位于Ⅳ、Ⅴ级围岩中(隧道衬砌断面见下图，单位：m), 洞口段为Ⅴ级围岩，洞身段为Ⅳ级围岩，Ⅳ、Ⅴ级围岩分界处埋深为25m 。
试用我国隧道围岩压力计算方法求整座隧道与支护结构计算有关的围岩压力。
（40分）有关参数: Ⅴ级围岩: Φ0＝45 °,θ＝13°,γ＝19KN/m 3Ⅳ级围岩: Φ0＝60 °,θ＝23°,γ＝22 KN/m 3答：7.2 1.2 1.76.4H B ==<故可采用公式1q 0.452s -=⨯γω 等效高度10.452s q q h -==⨯ωγ，1(5)i B ω=+-，B=6.4>5，故=0.1i1.14ω= （1）Ⅴ级围岩：10.452s q q h -==⨯ω=8.21γmp (2 2.5)(16.4220.52)p H h m=~=~Hp<25m所以为深埋，故可以采用1q 0.452s -=⨯γω计算垂直均布压力 q 155.952kPa =水平均布围岩压力为：e (0.30.5)(46.7977.98)q kPa =~=~（2）Ⅳ级围岩：10.452s q q h -==⨯ω=4.10γ p (2 2.5)(8.2110.26)p H h m=~=~Hp<25m 所以为深埋，故可以采用1q 0.452s -=⨯γω计算垂直均布压力 q 90.288kPa =水平均布围岩压力为：e (0.150.3)(13.5427.09)q kPa =~=~二、某隧道采用新奥法开挖，复合式衬砌，对监控量测的洞周位移数据作回归分析，得出位移回归曲线方程如下(时态曲线)：（1）u e t =∙-1992275.. 相关系数R=0.972（2）u t =+110256..ln 相关系数R=0.986式中,位移u 的单位为mm ；时间t 的单位为日。
（30分）已知如果位移加速度<0,且位移速度≤0.2mm/日，则表明洞周位移基本稳定，请判断最接近实际情况的位移回归曲线,并选定之,然后指出：（1）初期支护设计参数是否需要修改？如需要,请提出你的建议；（2）施作内层模注混凝土衬砌的适宜时间。
中南大学隧道工程课后习题答案
中南大学隧道工程课后习题答案【隧道按使用功能分类时有哪些交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道交通山岭隧道的主要功能及特点功能：既可使路线顺直，避免许多无谓的展线，缩短路线，又可以减小坡度，使运营条件得以改善，从而提高牵引定数，多拉快跑。
特点 1.克服高程障碍 2.裁弯取直(缩短路线)3.避开不良地质地段 4. 避开其他重要建造或者工程等第一章【克服地形条件带来的高程障碍：绕行方案路堑隧道【山岭隧道：越岭隧道河谷傍山隧道【地质条件选隧道位置： 1.地质构造 2.岩体强度 3.水文地质条件 4. 不良地质【越岭隧道选择位置时要考虑的主要因素是什么？(1)垭口位置的选定：从地形上考虑，隧道宜选在山体比较狭隘的鞍部即垭口附近的底部通过，因为垭口处的山体相对较薄，隧道的穿越长度较短，有利于降低工程投资，但地质条件对垭口位置影响也较大，应优先选择地质相对较好的垭口。
(2)隧道高程的确定：综合考虑工程造价和运营效率等要素对隧道进行比选，给出最佳方案。
【选择洞口位置时应遵循的原则是什么？其工程意义是什么？原则：早进晚出。
工程意义：在决定洞口位置时，为了施工及运营的安全，宁可早一点进洞，晚一点出洞，虽然使隧道长了些，但却较安全可靠。
应把握好合理的边、仰坡的坡率、和刷坡高度的衡量尺度，科学合理的选择洞口位置。
【能否解释隧道纵坡的形式、合用条件及限制坡度？纵坡的形式：单坡和人字坡。
合用条件：(1)单坡。
多用于路线的紧坡地段或者是展线的地区及河谷隧道中，可以争取高程。
(2)人字坡。
多用于越岭隧道、大长隧道，特别是越岭隧道。
限制坡度：对于车辆的行驶，路线的坡度以平坡最好，既不要冲坡也不要带制动行驶，产生的废气至少，这对于封闭的隧道是最有利的，为满足排水需要，最小坡度不宜小于3‰，普通情况下，最大坡度不宜大于 3﹪。
对于铁路而言，不同的线路等级有不同的限坡，隧道内路线的最大允许坡度应在明线最大限制坡度上乘以一个折减系数。
隧道工程作业答案
《隧道工程》课程作业参考答案第一章隧道工程勘测设计1.答：依隧道类型不同而不同：①对于长大隧道，线路选线应服从于隧道选址；②对于中、短隧道，选址应服从于线路。
2.答：早进晚出。
保护洞口边仰坡的稳定。
3.答：①地质构造、岩体强度、水文地质条件、不良地质；②越岭线隧道的位置应选择穿越垭口；河谷线隧道应使隧道外侧最小覆盖厚度满足工程要求，以避免偏压。
第二章隧道主体建筑结构1.解：超高E＝0.76×V2/R=16.21cm >15cm 取为15cmd内＝4050/1200+2.7E=43.9cmd外＝4400/1200=3.7cmd总＝d内＋d外＝47.6cm (取为50cm)d偏＝(d内－d外)/2=(43.9-3.7)/2=20.1cm分段里程：d总与d偏断面：进口DK150+310～＋345d总/2与d偏/2断面：DK150+345～出口DK150+8102. 答：因台阶的不同高差逐渐改变了起坡点的高度，起坡点越高则刷坡点越低。
第三章隧道附属建筑1.答：①铁路隧道中供行人躲避列车，或堆放维修器材的洞室；②大避车洞：碎石道床，对侧150m 间距；整体道床，对侧210m间距；小避车洞：对侧30m 间距；③应避开不同衬砌类型衔接处、变形缝处、不同断面加宽处、不同围岩分界处。
2.答：①有自然通风和机械通风两种基本方式，而机械通风又有：洞口风道式通风、喷阻式通风、辅助坑道通风以及射流式通风。
②风流中性点指风速为零的点，它不会出现在纵向式通风中，而只会出现在半横向式和全横向式通风之中。
3.答：①为了让司机的眼睛逐渐适应洞内外的亮度状况；②接近段——在洞口前，从注视点到适应点之间的一段道路，不需设照明；入口段——进入隧道洞口的第一段，使司机的视力开始适应隧道内的照明光线；过渡段——介于入口段和中间段之间的照明区段，解决从入口段的高亮度到中间段的低亮度之间的的剧烈变化；中间段——司机已基本适应洞内的照明光线，中间段的基本任务就是保证行车照明；出口段——单向交通隧道中，应设置出口段照明，让司机逐渐适应由洞内到洞外的光线变化。
隧道工程习题答案
【隧道按使用功能分类时有哪些交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道交通山岭隧道的主要功能及特点 功能：既可使线路顺直，避免许多无谓的展线，缩短线路，又可以减小坡度，使运营条件得以改善，从而提高牵引定数，多拉快跑。
特点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.避开其他重要建筑或工程等第一章【克服地形条件带来的高程障碍：绕行方案 路堑 隧道【山岭隧道：越岭隧道 河谷傍山隧道【地质条件选隧道位置：1.地质构造2.岩体强度3.水文地质条件4.不良地质【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？基本内容：（1）隧道工程调查；（2）隧道线路确定；（3）洞口位置选择 提供资料：概述；地形地质说明；应交付的图文（线路地形图、洞口附近地形图、地质平面图、地质纵断面图、洞口附近地质纵断面图及洞口附近地质横断面图若干、说明书）【越岭隧道选择位置时要考虑的主要因素是什么？（1）垭口位置的选定：从地形上考虑，隧道宜选在山体比较狭隘的鞍部即垭口附近的底部通过，因为垭口处的山体相对较薄，隧道的穿越长度较短，有利于降低工程投资，但地质条件对垭口位置影响也较大，应优先选择地质相对较好的垭口。
（2）隧道高程的确定：综合考虑工程造价和运营效率等要素对隧道进行比选，给出最佳方案。
【选择洞口位置时应遵循的原则是什么？其工程意义是什么？ 原则：早进晚出。
工程意义：在决定洞口位置时，为了施工及运营的安全，宁可早一点进洞，晚一点出洞，虽然使隧道长了些，但却较安全可靠。
应把握好合理的边、仰坡的坡率、和刷坡高度的衡量尺度，科学合理的选择洞口位置。
【能否解释隧道纵坡的形式、适用条件及限制坡度？纵坡的形式：单坡和人字坡。
适用条件：（1）单坡。
多用于线路的紧坡地段或是展线的地区及河谷隧道中，可以争取高程。
（2）人字坡。
多用于越岭隧道、大长隧道，尤其是越岭隧道。
限制坡度：对于车辆的行驶，线路的坡度以平坡最好，既不要冲坡也不要带制动行驶，产生的废气最少，这对于封闭的隧道是最有利的，为满足排水需要，最小坡度不宜小于3‰，一般情况下，最大坡度不宜大于3﹪。