隧道工程习题 原题附答案绝对极品.docx
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隧道工程习题原题附答案绝对极品
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,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=墙底厚度h=,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50cm,已知内力如图示,墙底抗力系数Kd=350MPa/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×,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。
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=,围岩内摩擦角φ=300,侧压力系数λ=1,泊松比μ=。
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=,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。
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=×V2/R=>15cm取为15cm
d内=4050/1200+=
d外=4400/1200=
d总=d内+d外=(取为50cm)
d偏=(d内-d外)/2=
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;
埋深15m时:
q=84KPa,e=(13~25)KPa;
第5章隧道衬砌结构计算
1.解:
运用温氏假定解之。
①
②
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)
解:
①抗力设置方向提问,见教材P108。
②见图1:
抗力Ri′=′.δi′,将其沿x、y方向分解为:
Rix=-Ri′.sinφi①
Riy=Ri′.cosφi②
见图2,将节点产生的水平位移与垂直位移合成为径向位移:
δi′=-uix.sinφi+uiy.cosφi
故有:
Ri′=′.δi′
=′.(-uix.sinφi+uiy.cosφi)
将其代入①②,得:
Rix=′.(sin2φi.uix-sinφi.cosφi.uiy)
Riy=′.(-cosφφ+cos2φ
写成矩阵形式后得抗力单刚(元素):
′.sin2φi′.cosφφi
′.cosφφi′.cos2φi
00
00
00
00
3.解:
求墙底中心水平位移:
墙底中心应力σ中==574KN/m2
由温氏假定:
δ中=σ中/Kd=574KN/m2/350000kn/m3=(1Mpa=1000kn/m2)
墙底中心水平位移=×cos600=
墙底中心垂直位移=×sin600=
在弯矩M作用下,墙底边缘应力σ边=M/W=15/6)=360kn/m2,由温氏假定:
边缘垂直于墙底面的位移δ边=σ边/Kd=360/350000==
墙底截面转角β=25==°
第6章隧道施工方法
1.答:
①地质因素,在软弱围岩中,为了及时形成封闭支护结构,应减小台阶长度;
②进度因素,在较好围岩中为了加快进度,在机械设备允许的情况下,应适当延长台阶长度。
③“环”法:
利用核心土稳定工作面,且能及时施作拱部初期支护。
2.答:
落底——开挖隧道底部
中槽——开挖隧道中部
导坑——于隧道断面中先行开挖的部分均称为导坑,有上部弧形导坑、侧壁导坑、中导坑等。
挖马口——先拱后墙法施工中,开挖边墙。
3.答:
错误——长台阶法、断定围岩变形已经稳定。
4.答:
错误——不宜立即喷射混凝土、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.答:
临时支护—仅在开挖过程中对围岩起支承作用,如木支撑;
初期支护—隧道开挖后及时施作,兼有临时支护与加强围岩自稳能力的作用,如喷锚支护;
永久支护—隧道结构的支承结构,如整体式衬砌。
2.解:
炮眼深度:
p175,
(取开挖宽度的~倍,均值为
炸药用量:
由(7-1)式,炸药用量
炮眼数量:
由(7-3)式,
第8章隧道施工的辅助坑道及辅助作业
1.答:
通风、压缩空气、供水、供电。
2.答:
①工期的要求;②地形条件、地质条件、隧道类型(长度)、工程造价。
3.答:
①机械通风——风管式、巷道式、风墙式;②风管式;③压入式、抽出式、混合式。
4.解:
由(8-1)式,所需风量
因是Ⅰ级围岩,故应采用全断面法,即通风断面积为75m2,由(8-4)式验算风量:
不能满足洞内稳定风流的风速要求,应加大风量。
第9章新奥法
1.解:
①
,计算出
;
由9-9式,求得
∵
∴洞周出现塑性区。
②由9-23-1式,
③由9-25式,
2.解:
将t=0,代入
,得
。
①求第6天施工实测相对位移:
u=u0+u*=20+64=84mm<144mm(稳定)
②位移速度
第6天时
(稳定)
③位移加速度
(稳定)
结论:
隧道稳定。
3.解:
①位移速度
,令
,解得t=天≈31天(要31天后才能稳定)
②位移加速度
(稳定)
③隧道稳定,不需要采取加强措施。
第10章隧道掘进机施工
1.答:
适应较为坚硬的岩石地层。
2.答:
全断面式(开敞式、护盾式)和臂式两大类。
第11章高速铁路的隧道施工
1.答:
瞬变压力与微压波。
2.答:
加大隧道断面积、改变隧道入口形式、设置通风竖井或平行坑道。
第12章隧道掘进机施工
1.答:
因仅进口与出口两个施工面,故施工场地狭小,进度慢。
2.答:
①力求平行作业,减少顺序作业;②利用辅助坑道增加开挖工作面。
第13章隧道掘进机施工
1.答:
以预防为主,预防与及时整治相结合。
2.答:
4大主要内容:
围岩加固、衬砌加固或更换、基底处理和漏水治理。
3.答:
纵向裂缝比较危险,因为它直接影响到衬砌的承载力;横向与竖向裂缝则对结构的受力影响不大;斜向裂缝视具体情况而定,一般情况下影响不大,但呈密集发展时要加以重视,及时治理。