中南大学隧道工程课后习题和参考答案及解析 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/18 15:31:54星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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第1章 隧道工程勘测设计

1.隧道选址与线路选线有什么关系?

2.确定洞口位置的原则是什么?请解释其工程含义。 3.在按地质条件选择隧道位置时,所需要的地质资料有哪些?如何考虑地形条件对隧道位置的影响?

第2章 隧道主体建筑结构

1.某新建铁路非电化曲线隧道,已知圆曲线半径R=1200m,缓和曲线长l=50m,远期行车速度V=160km/h,隧道里程为: 进口DK150+310;出口DK150+810;ZH点DK150+320;YH点DK151+000。

试求:各段加宽值与隧道中线偏移值。要求按教材P32图2-7所示,表示清楚,并注明不同加宽的分段里程。 ( 注:超高值以0.5cm取整,最大采用15cm;加宽值取为10cm的整数倍;偏移值取至小数点后2位)

2. 为什么说台阶式洞门能降低边仰坡开挖高度? 第3章 隧道附属建筑

1.什么是避车洞?避车洞的设置间距是多少?在布置避车洞时应该避开哪些地方? 2.营运隧道的通风方式有哪些?什么是风流中性点?它与通风方式的关系怎样? 3.为什么公路隧道要设置不同的照明亮度段?它们各自的作用是什么? 第4章 隧道围岩分类与围岩压力

1.影响围岩稳定性的主要因素有哪些?围岩分级主要考虑什么因素?围岩分级的基本要素是哪几种?我国铁路隧道围岩分级主要考虑哪些因素?已知某隧道所处围岩节理发育,Rb=26MPa,试问这是属于哪一级围岩?

2. 某隧道内空净宽6.4m,净高8m,Ⅳ级围岩。已知:围岩容重γ=20KN/m3,围岩似摩擦角φ=530,摩擦角θ=300,试求埋深为3m、7m,15m处的围岩压力。 第5章 隧道衬砌结构计算

1.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。

2. 什么情况下将围岩抗力弹簧径向设置?试推导径向设置的围岩抗力单元刚度矩阵。(注:抗力方向以挤压围岩为正)

3.一对称等厚平拱,衬砌厚度为50 cm,已知内力如图示,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)。 第6章 隧道施工方法

1.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?

2.在隧道分部开挖施工中,这些术语指的是开挖的哪些部位?落底、拉中槽、导坑、挖马口。

3.指出错误,并改正之: 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。 4.指出错误,并改正之:

新奥法施工时,隧道开挖后,为了调动围岩的承载能力,不宜立即喷射混凝土,而应经

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量测后,再施喷。为了隧道的稳定,复合式衬砌应在锚喷支护完毕后立即修筑内层模筑混凝土衬砌。

第7章 隧道钻爆施工作业 1.请解释“临时支护”、“初期支护”与“永久支护”的含义,并各举一例说明之。 2.某隧道的导坑,尺寸为2.8m×2.8m,Ⅴ级围岩,岩石等级为坚石f=8,采用斜眼掏槽,2号岩石硝铵炸药,药卷直径32mm,装药系数可取为0.6。试问: ⑴炸药用量;⑵炮眼深度;⑶炮眼数量。 第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业 1.隧道施工的辅助作业有哪些?

2.为什么有的隧道必须采用辅助坑道?选择辅助坑道时必须考虑哪些条件?

3.隧道施工通风有几种方式?用得最多的是哪一种?它又分为几种什么样的方式? 4.一座隧道,Ⅰ级围岩,断面积约为75m2,钻爆法施工,洞内同时工作的最多人数为35人。请按保证洞内人员新鲜空气要求计算通风机应提供的风量。 第9章 新奥法

1.已知一座深埋圆形隧道,开挖直径10m,,拱顶以上岩层覆盖厚度495m,围岩容重γ=20KN/m3,弹性模量E=104MPa,粘结力C=1.5MPa,围岩内摩擦角φ=300,侧压力系数λ=1,泊松比μ=0.2。 试问:

①开挖后不支护状态下,围岩是否出现塑性区? ②如果出现,问塑性区半径是多少?

③假定支护阻力Pa=8.5MPa,问洞室周边位移是多少?

2.某单线铁路隧道,对量测数据进行回归分析后,知位移时态曲线方程为。已知隧道极限相对位移值为144mm,开挖6天后洞周实测相对位移值为64mm。试从位移值、位移速度、位移加速度三方面判断开挖6天后的隧道稳定性。

3.某单线铁路隧道,位移时态曲线方程为。若以位移速度小于0.2mm/日为隧道稳定的判断准则,试从位移速度和位移加速度这两方面判断隧道能否稳定?需要多长时间才能稳定?是否需要采取加强措施? 第10章 隧道掘进机施工 岩石掘进机的适应条件? 岩石掘进机有哪些类型? 第11章 高速铁路的隧道施工

1. 高速铁路隧道会产生怎样的空气动力学效应? 2. 如何克服空气动力学的不良效应影响? 第12章 隧道施工组织与管理

1. 隧道现场施工的特点是什么? 2. 如何加快施工进度?

第13章 隧道的营运管理与养护维修 1. 隧道养护工作的原则是什么? 2. 隧道病害治理的主要内容有哪些?

3. 衬砌裂缝的延展方向与隧道的稳定性有何关系? 习题参考答案

第1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。

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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2章 隧道主体建筑结构

1.解:超高E=0.76×V2/R=16.21cm >15cm 取为15cm d内=4050/1200+2.7E=43.9cm d外=4400/1200=3.7cm

d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~+345

d总/2 与d偏/2 断面: DK150+345~出口DK150+810

2. 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3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。而双向交通隧道中,无出口段照明。 第4章 隧道围岩分类与围岩压力

1.答:影响围岩稳定性的主要因素:①地质因素;②人为因素 围岩分级主要考虑:地质因素 围岩分级的基本要素:4种

①岩性要素――强度、变形性质等(力学性质); ②地质构造要素―指围岩的完整性状态; ③地下水要素――地下水对围岩的软化作用;

④地应力要素――初始地应力对围岩产生岩爆、裂缝、岩体剥离与位移等作用。 我国铁路隧道围岩分级主要考虑因素有4种:

①岩体的结构特征与完整性状态;②岩石强度;③地下水;④初始地应力 这是Ⅳ级围岩,软岩。

2. 解:①求自然拱高度;②判断深浅埋分界;③分别按土柱法、一院法、统计法求围岩压力。

结果(小数点后四舍五入):

埋深3m时: q=128KPa, e=31KPa; 埋深7m时: q=60KPa, e=16KPa;

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