重庆大学《地下结构设计》考卷及答案

A卷

一填空题（2分/每空，共30分）

1、地下结构按结构形式分类，可以分为和、沉管结

构、、地下连续墙结构和其他结构。

2、地下结构所承受的荷载，按其作用特点及使用中可能出现的情况可分

为、和偶然荷载三大类。

3、附建式地下结构的主要形式有：、板柱结构、、

框架结构和。

4、新奥法设计包括和两个阶段。

5、盾构机按功能分类可分为、、

和。

6、全断面掘进机的类型一般可分为和。

二名词解释（3分/每题，共12分）

1、地下结构；

2、围岩压力；

3、浅埋式地下结构；

4、新奥法

三简答题（第1和5题7分，其余为4分/每题，共30分）

1、地下结构设计一般分为哪两个阶段，其中第一个阶段的设计内容包括哪些？

2、矩形闭合结构设计计算内容包括哪些，其主要构造要求有哪些？

3、附建式地下结构的口部结构主要包括哪些？各有什么形式？

4、隧道进行超前支护的目的是什么？超前支护结构主要有哪些形式？

5、盾构隧道衬砌设计方法可分为哪几类？其中最常用的是哪一种？其是如何考

虑管片接缝的影响？

6、简述掘进机法和钻爆法各有哪些特点和适用范围？

四分析计算题（共28分）

1、如图1所示，求作用在挡土墙上（墙背光滑，墙后的填土为砂土）的总侧压力（包括主动土压力和水压力），并绘图侧压力分布示意图。（14分）

图1 土层分布及性质指标图

2、某公路隧道采用直墙拱结构，开挖宽度为14.0 m，隧道净高7.0 m。经勘探，隧址区以VI级围岩为主，容重为20kN/m3，计算摩擦角为25o。隧道埋深为26 m。该隧道采用矿山法施工，请判断隧道是深埋还是浅埋，计算隧道垂直围岩压力和水平围岩压力，并绘出隧道围岩压力示意图。（14分）

A卷答案

一填空题（2分/每空，共30分）

7、喷锚结构、复合衬砌结构、沉井结构

8、永久荷载、可变荷载

9、梁板式结构、箱型结构、拱壳结构

10、施工前预设计阶段、信息反馈修改设计阶段

11、土压平衡盾构、泥水平衡盾构、混合盾构

12、开敞式掘进机、护盾式掘进机

二名词解释（3分/每题，共12分）

1.地下建筑结构：在保留上部地层（山体或土层）的前提下，在开挖出能提供某种用途的地下空间内修筑的建筑结构。

2.围岩压力：是指位于地下结构周围变形或破坏的岩层，作用在衬砌结构或支撑结构上的压力。

3.浅埋式地下结构：浅埋式地下结构是指其覆盖层厚度较薄，不满足压力拱成拱条件或软土地层中覆盖层厚度小于结构尺寸的地下结构。

4.新奥法：在岩质、土沙质介质中开挖隧道，以使围岩形成一个小空简状支承环结构为目的的隧道设计施工方法。

三简答题（第1和5题7分，其余为4分/每题，共30分）

1.设计工作一般分为初步设计和技术设计（包括施工图）两个阶段。

初步设计中的结构设计部分，主要是在满足使用要求下，解决设计方案技术上的可行性与经济上的合理性，并提出投资、材料、施工等指标。

初步设计的内容主要包括：

（1）工程等级和要求，以及静、动荷载标准的确定；

（2）确定埋置深度与施工方法；

（3）初等荷载值；

（4）选择建筑材料；

（5）选定结构型式和布置；

（6）估算结构跨度、高度、顶底板及边墙厚度等主要尺寸；

（7）绘制初步设计结构图；

（8）估算工程材料数量及财务概算。

2.矩形闭合结构设计要点包括计算简图、内力计算、截面计算、抗浮验算等；构造要求主要涉及配筋形式、混凝土保护层、受力与构造钢筋、箍筋、刚性节点构造和变形缝的设置及构造。

3. 附建式地下结构的口部结构主要包括室内出入口、室外出入口和通风采光洞。

室内出入口有阶梯式和竖井式、室外出入口有阶梯式和竖井式。

4. 由于初期锚喷支护强度的增长速度不能满足洞体稳定的要求，可能导致洞体失稳，或由于大面积淋水，涌水地段，难以保证洞体稳定时，可采用超前锚杆、超前小钢管、管棚、地表预加固地层和围岩预注浆等辅助施工措施，对地层进行预加固，超前支护或止水。

因此隧道超前支护主要有：

（1）超前锚杆、超前小钢管；（2）管棚；（3）地面砂浆锚杆；（4）超前小导管注浆、深孔预注浆。

5. 盾构隧道衬砌设计方法可分为四大类型：

（1）基于过去隧道建设的经验设计法；

（2）基于原位测试和实验室实验的设计方法；

（3）圆环-弹性地基梁法；

（4）连续介质模型法，包括理论分析法和数值法。

第三种方法是迄今为止最常采用的设计方法。这种方法也可以按照混凝土管片接缝的处理方法被分为以下几类：

（1）圆环的抗弯刚度被认为是整个衬砌均质环。存在接头但刚度没有折减，即衬砌与刚性环管片自身具有相同刚度；

（2）由于接头的存在而导致的刚性降低在整个刚性衬砌中用折减系数 来考虑；

（3）衬砌被简化为铰接的圆环。接头的刚度被忽略，接缝被假定为完全的铰接。衬砌形成一个超静定结构，承受周围的压力，包括衬砌结构周围的土壤侧压力。

（4）和第三种方法类似，考虑接头刚度的且衬砌假定是一个铰接环。接缝被模拟为具有恒定刚度值的弹性铰。

6、在隧道施工方法上，TBM法和钻爆法都是隧道施工的成熟工法。钻爆法较TBM法工序多，施工组织复杂，工期较长，超欠挖量大、安全性差，但地质适应能力较好。TBM法与钻爆法比较的优势在于工序简单、施工速度快、安全性好。从技术上比较，TBM法适用于工期要求紧、且以硬质岩为主的圆形长隧道，而钻爆法则适用于短隧道、地质条件较复杂的且不适合TBM法快速施工的工程。