-地下结构工程试卷A答案

常州工学院试卷A卷共3页第1页地下结构工程试卷/学年第学期考试类型开卷课程编码04020920一二三四五六七八九十十一十二总分……………………………………………………………装订线……………………………………………………………KS001-1班级_____________________姓名______________________学号_____________________一、名词解释（每题3分，共12分）1．土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和喷射混凝土面板组成，形成的一个以土挡土的重力式挡土墙。2．土层锚杆一种埋入土层深部的受拉杆件，一端与构筑物相连，另一端锚固在土层中，通常对其施加预应力，以承受由土压力、水压力或活荷载产生的拉力，用以维护构筑物的稳定。3．新奥法隧道施工中尽量不扰动周边围岩，开挖后及时进行一次支护，防止围岩进一步松动，视需要进行二次支护，支护均为柔性支护，能适应围岩的变形，充分发挥围岩的“自承”能力，使经济效果达到最佳。4．顶管法采用液压千斤顶或具有顶进、牵引功能的设备，以顶管工作井作承压壁，将管子按设计高层、方位、坡度逐个顶入土层直至达到目的地，是修建隧道河地下管道的一种重要方法。二、填空题（每空1分，共16分）1．基坑支护包括两个主要功能：一是挡土、二是止水。2．基坑支护中支撑体系一般是由支撑、围檩、立柱三部分组成。3．新奥法中锚杆支护的主要作用原理有联结作用、组合作用和__整体加固作用___。4．沉井封底分为干封底和水下封底两种。5．盾构衬砌拼装的方式可分为通缝拼装或错缝拼装，拼装方法按其程序可分为先纵后环和先环后纵两种。6．顶管工作井支护经常采用钢筋混凝土沉井和钢板桩。三、判断题（每题2分，共12分）（对用R，错用W表示）1.垂直开挖或放坡开挖，砂性土的容许开挖深度一般比粘性土要小。（R）2．水泥土墙是一种挡水型的支护结构。（R）3.土钉墙与锚杆作用机理一样，是依靠土钉的锚固力来维持结构物的稳定的。（W）4．在新奥法中，围岩既是荷载，又是洞室的主要承重结构。（R）5．浅埋的地下矩形闭合框架计算中，内隔墙一般视为只承受轴力的二力杆。（R）6.在土质较好的地层中，盾构衬砌可按整体式自由变形均质圆环计算。（W）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述沉管变形缝设置原则。（6分）答：（1）能适应一定幅度的线变形与角变形。（1.5分）（2）在浮运、沉设时能传递纵向弯矩。（1.5分）（3）在任何情况下能传递剪力。（1.5分）（4）变形前后均能防水，一般均于变形缝处设置一二道止水缝带。（1.5分）2.简述沉井井壁结构设计计算的内容。（6分）答：沉井井壁应进行竖直和水平两个方向的内力计算：（1）竖直方向：在沉井下沉过程中，沉井被四周土体钳固着而刃脚下的土已被淘空时，应验算井壁接缝处的竖向拉应力。（3分）（2）水平方向：须按沉井下沉至设计标高，刃脚下的土已被淘空，井壁受最大水平外力的不利情况，将井壁作为水平框架验算其水平方向的挠曲。（3分）3.简述盾构衬砌的设计原则。（6分）答：首先，隧道衬砌和、结构必须根据工程需要满足结构的强度和刚度要求，能承受隧道经过的土层压力，水压力以及一些特殊荷载。（3分）其次，是否能满足所提出的安全质量指标要求：如裂缝开展宽度，接缝变形和直径变形的允许量，隧道抗渗防渗指标，结构安全度，衬砌内表面平整度要求等。（3分）4.简述新奥法隧道开挖时，支护的时机，刚度与支护受力的关系？（6分）答：（1）隧道开挖后，若支护非常快，且支护刚度又很大，隧道周边围岩没有变形或变形很小，支护需提供很大的支护力，所以刚度大的变形是不合理的。支护应为柔性的，允许围岩产生一定量的变形，充分发挥塑性区岩体的“卸载作用，使传到支护上的压力大为减小。（2分）（2）若隧道开挖后不加支护，或支护很不及时，围岩就会出现松弛、坍塌，支护就要承受坍塌岩石的重量。（2分）（3）较佳的支护时机，应使围岩既可产生较大的变形，又不至松弛，能分担较多的岩体压力，使支护压力较小。（2分）5.地下水位的变化对岩土工程和周围环境的影响？（6分）答：1）地下水位上升的情况（3分）浅基础地基承载力降低；沙土地震液化加剧；建筑物震陷加剧；土壤沼泽化、盐渍化；岩土体产生变形、滑移、崩塌失稳等不良地质现象；冻涨作用的影响；影响建筑物的稳定；对湿陷性黄土、崩解性岩土、盐渍岩土的影响；膨胀性岩土产生胀缩变形。2）地下水位下降的情况（3分）地表塌陷；地面沉降；海（咸）水入侵；地裂缝的复活与产生；地下水源枯竭，水质恶化；地基基础附加沉降。五、计算题（30分）1.某隧道通过III类围岩，采用新奥法设计与施工，围岩天然重度20kN/m3,隧道高度10m，宽度8m，隧道顶埋深15m。（12分）（1）试判断浅埋还是深埋；（2）确定围岩压力。解：1.725.1810BHtt(1分)可先按深埋隧道计算垂直压力：s6245.0q0.1i:5m10mB（1分）1.55)-(100.115)-(Bi1（1分）108kPa512020.45q3-6.（2分）计算荷载等效高度：4m520108qhq.（1分）计算深埋、浅埋分界深度：Ⅲ类围岩：5.134.55.25h.2Hqp（1分）5m.13H15mHp∴该隧道为深埋隧道（2分）围岩垂直均布压力q=108kPa（1分）Ⅲ类围岩的水平均布压力32.4kPa~16.2q)0.3~0.15(e（2分）2.排桩支护结构，土层为均质土，0kPac，030，3m/18kN，地面均布荷载0kPaq2,开挖深度10m，单层支撑，支撑设在地面下1m处。（18分）（1）求弯矩为零点位置至基坑底面的距离hc1（6分）（2）求单位墙段支点力Tu；（6分）（3）求桩的最小嵌固深度hd。（6分）解：（1）求hc1：确定反弯点c的位置，即土压力为0处：假设土压力为0处在坑底以下hc令paee：ppc1aac1K2cKhK2cKhhq)]([（4分）35m.3hc1（2分）(2)取c点以上部分分析，对c点取矩，令0Mc得2)h(h)K2c-qK()hh(31K)hh(212h)K2c(h31Kh21)h9(T2c1aac1a2c12c1pc1p2c1c1upqK（4分）7kPa.704Tu（2分）(3)设桩嵌入坑底以下hd处的E点，对E点取矩，令0ME得02.1)(0aiadtcpjpEhhhTEh（4分）9.65mhd（2分）