[工学]地下工程概论-大题部分西南交通大学

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1、作业：1、某单线隧道位于半径为800m的曲线上，其列车设计行车速度为120km/h，试计算隧道的加宽值和中线偏移值，并画图示意出加宽和中线偏移的范围。7/24/20211解：曲线隧道净空加宽由三部分组成：曲线外轨超高引起车体内倾的所要求的加宽值d超内，车体平移所要求的内外侧加宽d曲内、d曲外E=0.76*v2/r=0.76*1202/800=13.68cm按四舍五入原则，按5mm取整E=13.5cmd超内=2.8E=2.8*13.5=37.8cmd曲内=l2/8R=4050/R=5.06cm＝5.1cmd曲外=L2-l2/8R=4400/R=5.5cm按四舍五入原则

2、，按1mm取整L=26l=187/24/20212隧道内侧加宽W1：W1=d超内+d曲内=42.9cm隧道外侧加宽W2：W2=d曲外=5.5cm隧道总加宽W：W=W1+W2=49cm按四舍五入原则，按1cm取整d偏=（W1-W2）/2=(42.9-5.5)/2=18.7cm＝19cm按四舍五入原则，按5mm取整7/24/20213加宽方法：自圆曲线终点至缓和曲线中点，并向直线方向延伸13m，加宽W，缓和曲线的其余半段，并自缓和曲线终点向直线方向延伸22m，加宽W/2。7/24/20214作业：在Ⅲ级围岩中开挖一隧道，采用矿山法施工，开挖坑道高8.0m，宽6.0m。求

3、在隧道入口埋深2.35m及埋深9m处的竖向及水平围岩压力，并比较两处的竖向围岩压力有什么特征，说明什么问题？若开挖宽度增加到12m，上述埋深处的围岩压力又是多大？说明什么问题？已知围岩容重24kN/m3，计算摩擦角65°，θ为58°.提示：根据ha判断该处埋深为深埋、浅埋、超浅埋再选用相应公式计算。解：1、隧道宽6.0m时，该隧道为单线隧道，7/24/20215因为：H/B=8/6<1.7m，可以用统计法公式计算所以，其围岩压力计算高度（或塌落拱高度）为：=0.41×1.79**3=2.351m7/24/20216对于为深埋和浅埋的分界，可以用表2判断，若用表2难于

4、判断时，可用下面方法判断。即埋深h1>(2~2.5)ha时，深埋h1<(2~2.5)ha，浅埋7/24/20217所以，隧道宽6.0m时，埋深为2.35m时，h15~7m,为深埋7/24/20218（1）埋深为2.35m时，竖向压力：q=γ×h1=24×2.35=56.40KN水平压力：侧压力系数：=0.0491洞顶水平压力：e1=γh1λ=24×2.35×0.0.0491=2.77KPa洞底水平压力：e2=γ(h1+ht)λ=24×(2.35+8.0)×0.0491=12.20KPa7/24/20219洞底水平压力：e2=γ

5、(h1+ht)λ=24×(2.35+8.0)×0.0491=12.20KPa（2）埋深为9m时，竖向压力：q=γ×ha=24×2.35=56.40KPa水平压力：e<0.15q=8.46两处的竖向压力基本相等，说明深埋隧道的竖向压力只与其计算高度（或围岩塌方高度）有关，而与其埋深无关。7/24/2021102、隧道宽12.0m时，该隧道为双线隧道，因为：H/B=12/6<1.7m，可以用统计法公式计算所以，其围岩压力计算高度（或塌落拱高度）为：=0.45×2**2×1.7=3.06m7/24/202111所以，隧道宽12.0m时，埋深为2.35m时，h1

6、浅埋，埋深为9m时，h1>（2~2.5）ha,为深埋（提示：对于为深埋和浅埋的分界，可以用表2判断，若用表2难于判断时，可用下面方法判断。即埋深h1>(2~2.5)ha时，深埋h1<(2~2.5)ha，浅埋）7/24/202112所以，隧道宽12.0m时，（1）埋深为2.35m的竖向压力和水平压力均和隧道宽6.0m时一致。（2）埋深为9m的竖向压力为：q=γ×ha=24×3.06=73.44KPa水平压力：e<0.15q=11.02KPa可见，由于超浅埋（2.35m处）的围岩压力只与其上覆围岩的厚度（h1）有关，所以隧道宽度的变化，不影响其围岩压力。。7/24/2

7、02113而深埋（9m处）时，由于围岩压力与竖直荷载计算高度有关，竖直荷载计算高度随隧道宽度的增加而增大，所以深埋时，围岩压力随隧道宽度的增加而增大7/24/202114