地下结构工程试题和答案（三）
地下结构工程是一门很专业的课程，要学好这门课程，同学们还是要用心去学才能学好。下面是阳光网小编给大家整理的地下结构工程试题和答案，欢迎大家学习参考。
地下结构工程 试题和答案(三)
院(系) 班级 学号 姓名
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80
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20
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得 分
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一、填空题(每空1分，共20分)：
1、顶管施工中，常用的工具管有 、 、 、三段两铰型水力挖土式和多刀盘土压平衡式等。
手掘式、挤压式、泥水平衡式
2、沉井主要由 、 、 、 、 、 、 等部分组成。
刃角、井壁、内隔墙、取土井、凹槽、封底、顶板
3、水底隧道的施工方法主要有围堤明挖法、 、 、 和 。
气压沉箱法、盾构法、沉管法
4、土层锚杆主要用于 、 、 和 等边坡工程中。
深基坑支挡、边坡加固、滑坡整治、挡墙锚固和结构抗倾覆
5、沉管隧道施工中的水下连接工艺流程是： 、 、 、拆除端封墙。
管段沉放、管段水下连接、管段基础处理
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得 分
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二、简答题(每题5分，共40分)
1、逆作拱墙中的挡土拱圈支护深基坑有何特点?
答：(1)受力结构合理,安全可靠度高。拱结构以受压为主,拱内弯矩很小,采用拱圈挡土结构支护深基坑时,拱圈具有自动调节和平衡作用于拱圈上的土压力的能力,因而挡土结构本身强度破坏或失稳的可能性很小,并且坑口的水平位移也很小, 从而提高了基坑支护的安全和基坑周边建筑物及道路管网的安全。(2)经济合理,大幅度节省支护费用。逆作拱墙支护技术采用水平环向拱支护深基坑,因而这种支护结构不需要嵌固至基坑底以下,而仅支护基坑开挖高度的一部分或全部,从而可大幅度节省建筑材料,支护造价较低,一般仅为挡土桩支护造价的30～60%左右,经济合理。(3)节省工期,施工方便快捷。逆作拱墙支护结构是自上而下分多道与基坑挖土同步交叉进行,拱墙施工本身独占的工期很少,逆作拱墙的施工是紧贴基坑壁作一条弯曲的钢筋砼地梁, 施工非常方便,与采用挡土桩支护方案相比,一般可以节省1～3个月基坑开挖期。(4)改善劳动条件,避免环境污染。逆作拱墙的施工如同施工一个超大口径的人工挖孔桩,大开口露天作业, 劳动条件较好,而采用挡土桩会带来因打桩而产生的机械噪音或泥浆污染或人工挖孔桩的深井作业空气流通很差等带来的各种环境污染和恶劣的劳动条件。
2、锚喷支护的设计步骤是什么?
答：由锚杆和喷射混凝土面板组成的支护为锚喷支护。锚喷支护的设计步骤：对于整体状围岩，可以只喷上一薄层混凝土，防止围岩表面风化和消除表面凹凸不平以改善受力条件;仅在局部出现较大应力区时才加设锚杆。通过利用全空间赤平投影的方法，查找不稳定岩石在临空面出现的规律和位置，然后逐个验算在危石塌落时的力作用下锚杆或喷射混凝土的安全度。软弱围岩近似于连续介质中的弹塑性体，采用喷锚支护时，宜将洞室挖成曲墙式，必要时加固底部，使喷层成为封闭环，用锚杆使周围一定厚度范围内的岩体形成“承载环”，以提高围岩自承能力。
3、什么是盾构法施工?
答：是一种较为先进的顶涵施工方法，是在保留传统顶涵施工，桥涵结构路侧预制工艺的基础上，对结构顶进支护方法进行了重大改革，将明挖开槽改为地下暗挖盾构支护，暗挖推进减低了施工对行车的影响。
盾构由钢柱、钢梁、盾壳、子盾构、液压推进系统、辅助机构六大部分组成。装配在第一节框架桥前端的盾构，作为带土顶进时掘进面与路基的施工支护，同时也担负顶推导向。
4、简述顶管法概念。
答：隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。在施工时，通过传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土。当第一节管全部顶入土层后，接着将第二节管接在后面继续顶进，这样将一节节管子顶入，作好接口，建成涵管。顶管法特别适于修建穿过已成建筑物、交通线下面的涵管或河流、湖泊。顶管按挖土方式的不同分为机械开挖顶进、挤压顶进、水力机械开挖和人工开挖顶进等。
5、顶管法施工中，中继环作用机理是什么?
答：中继环——在中继环成环形布置若干中继油缸，油缸行程200mm。显然，将长距离顶管分成若干段，在段与段之间设置中继环，接力顶进设备可使后续段只克服顶进管段侧面摩擦力即可。按自前至后顺序开动中继环油缸，顶进管道可实现长距离顶进。中继环油缸工作时，后面的管段成了后座，将前面相邻管段推向前方，分段克服侧面摩擦力。
6、沉井的施工步骤是什么?
答：沉井施工步骤：(1)场地平整，铺垫木、制作底节沉井;(2)拆模，刃脚下一边填塞砂、一边对称抽拔出垫木;(3)均匀开挖下沉沉井，底节沉井下沉完毕;(4)建筑第二节沉井，继续开挖下沉并接筑下一节井壁;(5)下沉至设计标高，清基; (6)沉井封底处理;(7)施工井内设计和封顶等。
7、什么是沉管运输中的干舷，有什么作用?
答：管段在浮运时，为了保持稳定，必须使管顶面露出水面，其露出高度称为干舷。
具有一定干舷的管段，与风浪后产生反向力矩，保持平衡。干舷的高度应适中，过小则稳定性差，过大时沉设困难。浮力设计时，按照最大混凝土容重、最大混凝土体积和最小河水的比重来计算干舷。
8、按用途不同，地下工程可分为哪九类?
答：地下工程是指深入地面以下为开发利用地下空间资源所建造的地下土木工程.它包括地下房屋、地下构筑物、地下铁道、公路隧道、水下隧道、地下共同沟和过街地下通道等。
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得 分
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三、论述题(每题10分，共40分)
1、写出无支护基坑竖直开挖临界深度的计算公式，并分析其临界深度与土体的什么性质有关?
答：桩底端进入持力砂土层或硬粘土层时，桩底的极限阻力随着进入持力层的深度线性增加。达到一定深度后，桩底阻力的极限值保持稳值。这一深度称为临界深度.
临界深度计算公式:临界深度
临界深度与土的抗剪强度、土质、含水率、地基承载力、基坑的放坡等相关。
2、锚杆支护中的组合梁和承压拱是如何形成的?
答：组合梁：在层状岩体中开挖巷道，当顶板在一定范围内不存在坚硬稳定岩层时，锚杆的悬吊作用居于次要的地位.如果顶板岩层中存在若千分层，顶板锚杆的作用，一方面依靠锚杆的锚固力增加各岩层间的摩擦力，防止岩石沿层面滑动，避免各岩层出现高层现象;另一方面，锚杆杆体可增加岩层间的抗剪强度，阻止岩层间的水平错动，从而将巷道顶板锚固范围内的几个薄岩层锁成一个较厚的岩层，即组合梁.这种组合厚岩层再上覆岩层载荷的作用下，其最大弯曲应变和应力都将大大减少.组合梁理论认为锚杆的作用是将顶板岩层锁紧成较厚岩层.在分析中，将锚杆作用与围岩的自稳作用分开，与实际情况有一定差距，并且随着围岩条件的变化，在顶板破碎，连续受到破坏时，组合梁也就不存在了口组合梁理论只适于层状顶板锚杆支护的设计。
承压拱：在拱形巷道围岩的破碎区中安装预应力锚杆时，在杆体两端将形成圆锥形分布的压应力，如果沿巷道周边布置锚杆群，只要锚杆间距足够小各个锚杆形成的压应力圆锥体将相互交错，就能在岩体中形成一个均匀的压应带，即承压拱，这个压缩拱可以承受其上部岩石形成的径向载荷.在承压拱内的岩石径向及切向均受力，处于三向压应力状态，其围岩强度得到提高，支撑能力也相应增大，因此锚杆支护的`关键在于获取较大的承压拱和较高的强度，其厚度越大，越有利于围岩的稳定和支撑能力的提高.
3、沉井基础的特点是什么?简述沉井施工的主要步骤。
答：沉井基础的特点：将位于地下一定深度的建筑物或建筑物基础，先在地表制作成一个沉井，然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自由作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底，构筑内部结构。
沉井施工步骤：(1)场地平整，铺垫木、制作底节沉井;(2)拆模，刃脚下一边填塞砂、一边对称抽拔出垫木;(3)均匀开挖下沉沉井，底节沉井下沉完毕;(4)建筑第二节沉井，继续开挖下沉并接筑下一节井壁;(5)下沉至设计标高，清基; (6)沉井封底处理;(7)施工井内设计和封顶等。
4、阐述新奥法的优点和主要原则。
答：新奥法设计施工的特点和优点：(1)新奥法认为隧道围岩是隧道结构体系中的主要承载单元;(2)为了充分发挥围岩的承载能力，应允许围岩有适当变形应;(3)为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快闭合，而成为封闭结构;(4)在各施工阶段应进行现场量测监视;(5)采用复合衬砌。(6)充分考虑了隧道开挖所揭示的围岩地质情况;(7)充分利用了围岩的自承能力，减少支付费用。
主要原则：新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段，因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构，允许围岩又一定的协调变形，而不使支护结构承受过大的压力。施工顺序可以概括为：开挖→一次支护→二次支护。围岩不仅是载物体，而且是承载结构;围岩承载圈和支护体组成巷道的统一体，是一个力学体系;巷道的开挖和支护都是为保持改善与提高围岩的自身支撑能力服务。
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