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KvKv=(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=59.7Rc=62>59.7 取Rc=59.7（2）0.04Rc+0.4=2.79Kv =0.33>2.79 取Kv =0.33（3）BQ=90+3Rc+250 Kv=90+3*59.7+250*0.33=351.63.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/σmax=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/m 3，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=-+=ω 坍塌高度：h=1s 245.0-⨯x ω=14.1845.0⨯⨯=m 104.4垂直均布压力：08.8214.120845.0245.014=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=-ωγq Kn/m2荷载等效高度：m qh q 104.42008.82===γ浅埋隧道分界深度：m h H q q ）（）26.10~208.8104.45.2~2()5.2~2(=⨯== 1、 当埋深H=15m 时，H 》q H ，属于深埋。
垂直均布压力：h q γ==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 《q h ，属于浅埋。
垂直均布压力：q=γ H = 20x3= 60 Kn/m2，侧向压力：e=)245(tan )21(002φγ-+t H H = 20x(3+1/2x8))25345(tan 02-=6.86Kn/m2； 3、 埋深H=7m 时，q h <H <q H ,属于浅埋。
0tan φ=ο53tan =1.327，θtan =ο30tan =0.577θφφφφβtan tan tan )1(tan tan tan 00020-++==3.537[]θφθφββφβλtan tan tan (tan tan 1tan tan tan 000+-+-==0.141)tan 1(B H H q θλγ-==)4.6.5770.141x 0x 71(x 7x 20-= 127.54 Kn/m2 λγH e =1= 20x7x0.141=19.74 Kn/m2 λγh e =2=20x4.104x0.141=11.68 Kn/m2e=（1e +2e ）/2=(19.74+11.68) /2=15.71 Kn/m24．某道路隧道，Ⅲ级围岩，开挖尺寸：高7.6米，宽9.9米，矿山法施工，γ为22KN/m 3, 埋深10米。
（1）判断该隧道属深埋还是浅埋；（2）求作用在支护结构上的竖向和水平围岩压力。
答：坑道高度与跨度之比为：Ht/Bt = 7.6/9.9 = 0.77 < 1.7且为矿山法施工，先假设隧道为深埋隧道，则垂直围岩压力值可按如下公式计算： q = 0.45 x 2 s -1 γ ω 因Bt = 9.9m 故 i=0.1ω = 1+ i (Bt - 5) =1+0.1(9.9 - 5) = 1.49将s = 3, γ=22 KN/m 3，ω＝ 1.49 代入上边的垂直围岩压力值计算公式， 可得：q ＝ 59 KN /m 2（2分）等效荷载高度：h q = q/γ =59/22=2.68m深、浅埋隧道的分界深度：Hp = (2～2.5) h q=5.36～6.70m（2分）因隧道埋深为10米，大于Hp，故本隧道为深埋隧道，垂直围岩压力即为以上计算值。
q ＝59 KN/m2（1分）因围岩为Ⅲ级，则水平均布围岩压力e为：e ＝(0～1/6) q =0～9.8 KN/m25．某道路隧道，Ⅳ级围岩，开挖尺寸：高7.7米，宽10.0米，矿山法施工，γ为21KN/m3, 埋深15米。
（1）判断该隧道属深埋还是浅埋；（2）求作用在支护结构上的竖向和水平围岩压力。
答：坑道高度与跨度之比为：Ht/Bt = 7.7/10.0 = 0.77 < 1.7且为矿山法施工，先假设隧道为深埋隧道，则垂直围岩压力值可按如下公式计算：q = 0.45 x 2 s -1 γω（2分）因Bt = 10.0m 故i=0.1ω = 1+ i (Bt - 5) =1+0.1(10.0 - 5) = 1.50（2分）将s = 4, γ=21 KN/m3，ω＝ 1.50 代入上边的垂直围岩压力值计算公式，可得：q ＝113.4 KN /m2（2分）等效荷载高度：h q = q/γ =113.4/21=5.40m（1分）深、浅埋隧道的分界深度：Hp = (2～2.5) h q=10.8～13.50m（2分）因隧道埋深为15米，大于Hp，故本隧道为深埋隧道，垂直围岩压力即为以上计算值。
q ＝113.4 KN/m2（1分）因围岩为Ⅳ级，则水平均布围岩压力e为：e ＝(1/6～1/3) q =18.9～37.8 KN/m2（2分）4．某道路隧道，Ⅲ级围岩，开挖尺寸：高7.6米，宽9.9米，矿山法施工，γ为22KN/m3, 埋深10米。
（1）判断该隧道属深埋还是浅埋；（2）求作用在支护结构上的竖向和水平围岩压力。
5. 某道路隧道，Ⅳ级围岩，开挖尺寸：高7.7米，宽10.0米，矿山法施工，γ为21KN/m3, 埋深15米。
（12分）（1）判断该隧道属深埋还是浅埋；（2）求作用在支护结构上的竖向和水平围岩压力。
计算题1、某隧道位于半径R=800m的圆曲线上，通过三级围岩地段，设计为直墙式衬砌，曲线加宽40cm，中线偏移值d=12.5cm，外轨超高值E=9.5cm，隧道竣工后，测得DK23+15、DK23+20、DK23+25各起拱线处内外侧宽值如表1所示，试按隧限—2A计算各点侵限情况。
表1桩号外侧宽/m内侧宽/mDK23+152.53 2.77DK23+202.54 2.76DK23+252.5452.751.解：cm cm E 155.9<=，cm W W d 5.122/)(21=-=，曲线加宽cm W W W 40213=+=则：内侧加宽1W =32.5cm ，外侧加宽2W =7.5cm 。
由“隧限—2A ”的图3-4-2（教材）所示：隧道起拱线处曲线半径为2.44m 。
则对该隧道，不侵限的条件为：外侧：2.44+7.5/100=2.515m ；内侧：2.44+32.5/100=2.765m 因此：DK23+15、DK23+20、DK23+25外侧都不侵限； DK23+15内侧不侵限，DK23+20、DK23+25内侧侵限。
2、某单线铁路隧道位于圆曲线半径R=1000m ，缓和曲线长Lc=100m 的曲线上，曲线全长L=309.44m ，隧道进口桩号DK27+844，出口DK28+344，ZH 点桩号DK27+958，设计最高行车速度为120km/h 。
试计算隧道加宽值W ，中线偏移值d ，并绘图说明隧道断面的变化位置、线路中线和隧道中线的关系。
2.解：外轨超高值为：cm cm R V E 1594.10100012076.076.022<=⨯=⨯= 内侧加宽值为：cm E R W 6.3394.107.2100040507.240501=⨯+=+=外侧加宽值为：cm R W 4.41000440044002===总加宽值为：cm W W W 0.384.46.33213=+=+=中线偏移值为：cm W W d 6.142)4.46.33(2/)(21=-=-=则分段里程：总d 与偏d 断面：ZH 点DK27+948～＋9932/总d 与2/偏d 断面： DK27+993～出口DK28+344示意图如下：1. 某公路隧道进口30米处围岩是IV 级，容重25kN/m 3，开挖断面宽度12米，净高为8m ，隧道上覆岩体厚度8米，试计算并判断该处隧道属深埋还是浅埋？ 解：7.1)512(1.01=-+=ω1537.125845.0245.014=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=-ωγq Kpam qh q 12.625153===γm h H q q ）（）3.15~24.1212.65.2~2()5.2~2(=⨯==>8m属于浅埋隧道。
2. Ⅲ级围岩中的一直墙型隧道，埋深26m ，围岩容重γ＝22KN/m 3，计算内摩擦角φ＝320，隧道宽6m ，高8m ，试确定隧道围岩压力。
解：1.1)56(1.01=-+=ω56.431.122445.0245.013=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=-ωγq Kpam qh q 0.22256.43===γm h H q q ）（）5~425.2~2()5.2~2(=⨯==<26m属于深埋隧道。
56.431.122445.0245.013=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=-ωγq Kpaq e 15.0==6.5 Kpa3. 某隧道埋深为30m ，围岩为Ⅴ级，净宽为12m ，净高为10m ，围岩天然容重20KN/m 3，试计算该隧道围岩压力。
解：7.1)512(1.01=-+=ω8.2447.1201645.0245.015=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=-ωγq Kpam qh q 24.12208.244===γm h H q q ）（）6.30~5.2424.125.2~2()5.2~2(=⨯==属于深埋隧道。