隧道工程计算题

1 / 17 计算题【围岩等级确定】参见书本P.96-99 例题：某公路隧道初步设计资料如下（1）岩石饱和抗压极限强度为62MPa （2）岩石弹性波速度为4.2km/s （3）岩体弹性波速度为2.4km/s （4）岩体所处地应力场中与工程主轴垂直的最大主应力σmax=9.5Mpa （5）岩体中主要结构面倾角20° ，岩体处于潮湿状态求该围岩类别为？(来源：隧道工程课件例题)解： 1. 岩体的完整性系数Kv Kv=(Vpm/Vpr)2=(2.4/4.2) 2=0.33 岩体为破碎。 2.岩体的基本质量指标BQ （1） 90 Kv+30=90*0.33+30=59.7 Rc=62>59.7 取 Rc=59.7 （2） 0.04Rc+0.4=2.79 Kv =0.33>2.79 取 Kv =0.33 （3） BQ=90+3Rc+250 Kv=90+3*59.7+250*0.33=351.6 3. 岩体的基本质量分级由 BQ=351.6 可初步确定岩体基本质量分级为III级4. 基本质量指标的修正（1）地下水影响修正系数K1 岩体处于潮湿状态，BQ=351.6，因此取 K1=0.1 （2）主要软弱面结构面产状修正系数K2 2 / 17 因为主要软弱结构面倾角为20，故取 K2=0.3 （3）初始应力状态影响修正系数K3 Rc/ σ max=62/9.5=6.53 岩体应力情况为高应力区由 BQ=351.6 查得高应力初始状态修正系数K3=0.5 （4）基本质量指标的修正值[BQ] [BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)=351.6-100(0.1+0.3+0.5)=261.6 5. 岩体的最终定级因为修正后的基本质量指标[BQ]=261.6 ，所以该岩体的级别确定为IV 级。【围岩压力计算】参见书本P.103-109 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。（ 来源：网络）解：14.1)54.6(1.01坍塌高度： h=1s245.0x=14.1845.0=m104.4垂直均布压力：08.8214.120845.0245.014q Kn/m2 荷载等效高度：mqhq104.42008.82浅埋隧道分界深度：mhHqq）（）26.10~208.8104.45.2~2()5.2~2(1、 当埋深 H=15m时， H 》qH ，属于深埋。垂直均布压力：hq=20x4.104=82.1 Kn/m2 ；水平均布压力：e=（0.15 ～0.3 ）q = （0.15 ～0.3 ）x82.1=(12.3～ 24.6) Kn/m2 2、当埋深 H=3m时， H 《qh ，属于浅埋。3 / 17 垂直均布压力：q=H = 20x3= 60 Kn/m2，侧向压力： e=)245(tan)21(002tHH= 20x(3+1/2x8))25345(tan02=6.86Kn/m2 ；3、 埋深 H=7m时，qh