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理正岩土隧道课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握岩土隧道工程的基本概念、分类及结构特点；2. 使学生了解隧道施工过程中的常见问题及其处理方法；3. 引导学生掌握隧道工程中的关键参数计算和设计方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析岩土隧道工程问题的能力；2. 提高学生运用计算机软件进行隧道工程设计和计算的能力；3. 培养学生团队协作、沟通表达和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱岩土工程事业，增强社会责任感和使命感；2. 引导学生树立正确的人地关系观念，关注生态环境保护；3. 培养学生严谨求实、勤奋刻苦的学习态度。
课程性质：本课程为理正岩土隧道课程设计，结合理论教学和实践操作，注重培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
学生特点：学生为高中年级，具备一定的物理、数学和地质基础知识，思维活跃，求知欲强。
教学要求：结合学生特点，以实际工程案例为背景，采用任务驱动、小组合作、讨论交流等教学方式，激发学生的学习兴趣和积极性，提高学生的实践能力和创新能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为将来从事岩土隧道工程领域的工作奠定基础。
二、教学内容1. 岩土隧道工程概述- 隧道工程的定义、分类及用途- 隧道工程的发展历程及现状2. 隧道工程结构与设计- 隧道的主体结构及其功能- 隧道工程的设计原则与步骤- 隧道工程关键参数计算方法3. 隧道施工技术及设备- 常见隧道施工方法及特点- 隧道施工设备的选择与应用- 隧道施工过程中的技术要点4. 隧道工程问题及其处理- 隧道施工中常见问题分析- 隧道工程病害的防治措施- 隧道工程事故案例分析5. 隧道工程设计与计算软件应用- 常用隧道工程设计软件介绍- 软件在隧道工程设计中的应用实例- 学生实际操作练习与指导教学大纲安排：第一周：岩土隧道工程概述第二周：隧道工程结构与设计第三周：隧道施工技术及设备第四周：隧道工程问题及其处理第五周：隧道工程设计与计算软件应用教学内容与教材关联性：本教学内容依据《岩土工程》教材相关章节，结合实际工程案例，系统介绍岩土隧道工程的设计、施工和问题处理等方面知识，确保学生能够掌握课程目标所要求的理论和实践技能。
水利工程岩土工程质量检测培训教材工程岩土工程质量检测工程岩土工程质量检测第六章岩体应力测试孔壁应变法测试孔底应变法测试孔径变形法测试水压致裂法测试表面应变法测试岩体应力测试套钻孔应力解除法实测数据整理说明第一节第二节第三节第四节第五节第六节工程岩土工程质量检测第六章岩体应力测试岩体应力泛指岩体内部存在的应力。
在天然状态下，岩体内部存在的应力，称为岩体初始应力、天然应力或岩体原始应力，在地质学中通常都称为地应力。
岩体被扰动后的应力称为二次应力或围岩应力(对地下洞室而言)。
岩体初始应力不仅与岩体自重、地质构造运动有关，而且与地形地貌、成岩过程的物理化学变化、地温梯度、岩体特性等有着密切的关系，它随着地壳岩体所处的位置和时间不同而变化，因此它是一种复杂的综合性的应力状态。
岩体应力的成因大致有岩体自重、地质构造运动、地形地貌、剥蚀作用和封闭应力等五个方面，其中主要成因为岩体自重应力和地质构造应力。
工程岩土工程质量检测世界范围内地应力分布的一些基本规律性主要有以下几点：垂直应力σv/MPa地表下深度H/m图6.0-1地应力与岩体埋藏深度关系曲线工程岩土工程质量检测工程岩土工程质量检测地表以下深度H/m图6.0-2侧压力系数与深度关系工程岩土工程质量检测工程岩土工程质量检测关于岩土工程地应力场：(1)自重应力。
假定岩体简化为均质半无限弹性体，忽略地质构造和地形变化对岩体初始应力的影响，自重应力引起的应力场随深度的变化如图6.0-3所示，其量值为σz'=γH,σ某'=σy'=λγH式中：λ为侧压系数，可根据半无限体侧向变形为零的条件求得：图6.0-3自重应力场的变化规律λ=μ/(1-μ)图6.0-3自重应力场的变化规律工程岩土工程质量检测(2)构造应力。
按照板块运动(大陆漂移)学说，地质构造应力一般认为是水平向作用力。
假定地质构造应力S为沿水平轴某方向作用，即坐标轴某,y,z都与应力场的主方向一致，它随深度的变化如图7.0-4所示。
目录一、理正岩土5.0 常见问题解答（挡墙篇） (1)二、理正岩土5.0 常见问题解答（边坡篇） (7)三、理正岩土5.0 常见问题解答（软基篇） (7)四、理正岩土5.0 常见问题解答（抗滑桩篇） (8)五、理正岩土5.0 常见问题解答（渗流篇） (11)六、理正岩土5.0 常见问题解答（基坑支护篇） (11)一、理正岩土5.0 常见问题解答（挡墙篇）1．“圬工之间摩擦系数”意义，如何取值？答：用于挡墙截面验算，反应圬工间的摩阻力大小。
取值与圬工种类有关，一般采用0.4（主要组合）~0.5（附加组合），该值取自《公路设计手册》第603页。
2．“地基土的粘聚力”意义，如何取值？答：整体稳定验算时滑移面所在地基土的粘聚力，由地勘报告得到。
3．“墙背与墙后填土摩擦角”意义，如何取值？答：用于土压力计算。
影响土压力大小及作用方向。
取值由墙背粗糙程度和填料性质及排水条件决定，无试验资料时，参见相关资料《公路路基手册》591页，具体内容如下：墙背光滑、排水不良时：δ=0；混凝土墙身时：δ=（0~1/2）φ一般情况、排水良好的石砌墙身：δ=（1/2~2/3）φ台阶形的石砌墙背、排水良好时：δ=2/3φ第二破裂面或假象墙背时：δ=φ4．“墙底摩擦系数”意义，如何取值？答：用于滑移稳定验算。
无试验资料时，参见相关资料《公路路基手册》，592页表3-3-25．“地基浮力系数”如何取值？答：该参数只在公路行业《公路路基手册》中有定义表格，其他行业可直接取1.0，具体《公路路基手册》定义表格如下：6．“地基土的内摩擦角”意义，如何取值？答：用于防滑凸榫前的被动土压力计算，影响滑移稳定验算；从勘察报告中取得。
7．“圬工材料抗力分项系数”意义，如何取值？答：按《公路路基设计规范》JTG D30-2004，采用极限状态法验算挡墙构件正截面强度和稳定时用材料抗力分项系数，取值参见《公路路基设计规范》表5.4.4-1。
8．“地基土摩擦系数”意义，如何取值？答：用于倾斜基底时土的抗滑移计算。
第二章单元计算2.1使用手册2.1.1总体介绍单元计算的总界面为：1.单元计算的操作流程：设定工作目录 --> 进入单元计算 --> 选择支护类型 --> 交互基坑侧壁重要性系数 --> 交互原始数据或读入数据 --> 各种计算 --> 施工图前处理 --> 施工图 --> 生成报表 --> 数据文件存盘 --> 退出。
2.工作目录本系统要求设定一个工作目录，计算中所生成的中间文件，原始数据文件，结果文件等均生成在此工作目录下。
同一个工作目录下可做任意多个单元的计算，只要在系统提示存盘时起不同的文件名即可。
3.支护类型单元计算的支护类型有排桩、连续墙、水泥土墙、土钉墙、天然放坡五种。
支护结构选型可参照《规范》3.3。
可通过下列工具条切换，也可通过菜单切换。
4.基坑侧壁重要性系数可参照《规范》3.1，在下图所示的工具条中交互。
5.数据保存单元计算的数据可以保存到磁盘上。
原始数据：系统规定文件名为*.DYD；计算结果数据：保存与原始数据同名的*.DYA文件中；包括内力计算结果、选筋结果及其它计算结果。
数据文件的读、写通过“文件”菜单中的“读入数据...”、“保存数据...”功能实现。
6.显示控制可通过“显示控制”菜单中的功能打开或关闭工具条、状态条；也可调整图形窗口与交互窗口的大小；还可调整图形窗口中图的显示状态。
2.1.2排桩1.排桩设计的操作流程：基本数据交互--> 嵌固深度计算--> 结构计算-->截面计算 -->锚杆计算 --> 抗倾覆验算-->整体稳定性验算-->抗隆起验算 -->抗管涌验算 --> 选筋-->锚杆选筋-->冠梁信息 -->环梁信息-->生成施工图 -->查看施工图 --> 生成报表--> 查看报表。
因为各个步骤的操作都非常简单，此处不再逐一说明，只将特别注意的几点说明如下。
理正勘察培训教材勘察8.0版修改内容一、数据管理1. 增加表格的按列拷贝功能。
实现把一列数据粘贴到当前表格中；2. 增加表格排序功能，能按任意字段排序，用户使用非常方便；3. 为数据管理表格增加多行快速编辑多个记录的字段值的功能；4. 增加图件预览，可以预览图例的花纹、颜色；以及所有图块的图例：5. 钻孔编号批改名，修改后和前缀等；6．数据管理程序中动态工具栏按钮内容随不同的表格而变化，引导用户操作；7. 改善搜索功能，查找范围明确，查找结果定位；8. 配置信息的组织：改造以前的笼统难以查找定位的问题；增加对照信息快速编辑功能；并对众多内容进行分类显示；二、平面图1. 增加钻孔旋转功能；2. 增加沿线路布钻孔的功能，在“布置钻孔”时，按里程信息布钻孔的功能；3. 增加了小数点设置功能；4. 平面图文字的改造，平面图中各部分字体都可以设置成形文件或普通字体；5. 修正了钻孔中心点位置的算法；使得剖线连线总过钻孔中心点；6. 等高线移到平面图下，并修改如下内容：1）三维等高线功能；2）生成三维面功能；3）增加自定义钻孔样式功能；4）增加地层等厚线功能；5）增加是否绘制缺少该层的钻孔的选项；6）增加是否在缺少当前层的钻孔上绘制一个圆圈的选项；7）界面调整和修改，能保存上次设置的值；三、柱状图1. 为增强成果图的美观性增加的功能（可设置成果图字体，成果图可自动适应图框的大小，增加彩色填充功能，遮盖效果的实现等）2. 基本上取消了对形文件的依赖；3. 几乎不再使用自定义实体；4. 文本编辑功能的增强改进；支持“mtext edit”编辑5. 图框功能的改进，使用定制的图框模板文件；6. 用户可自由定制标贯、动探、取样、水位的显示方式；7. RQD和CQL分别使用控制项，可以分别设置：8. 将表头对照信息表放到各具体模块里；9. 可用鼠标拖动改变出图列项的位置；10. 在地质柱状图增加地层年代列：“宇”、“界”、“系”、“统”、“群”、“组”、“段”共7列，可显示用户选择的地质时代符号对应的时代名称。
软件操作技巧及常见问题边坡一：操作培训1． 5.0版新增内容的演示；（详见“岩土5.0版增加及修改内容”相关条目）2．复杂边坡形状------从AUTOCAD读入图形或从渗流软件接入图形；3．一些常被忽视的软件细节问题辅助功能（镜像、读入dxf图、读渗流数据、图上改数）快速录入锚杆或土工布剩余下滑力时，可以弧形滑面水下C、Φ要注意给值抗剪指标可以给τ值4．挡墙的整体稳定采用边坡计算的方法。
5．搜索中常见问题（1）脱坡问题（2）有台阶时的问题（例题说明）（3）大边坡如何快速找到最小极值二：常见问题问答1．软件如何考虑水平地震荷载？答：软件是按照《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89，P18第3.1.5条规定计算的。
边坡、挡土墙、软基、抗滑桩软件均按此规定计算。
2．在边坡稳定分析中，土体中的孔隙水压力有几种计算方法，他们的区别是什么？答：两种，分别为近似方法计算、渗流方法计算。
区别是：前者认为孔隙水压力等于静水压力，是一种近似方法；后者是精确计算孔隙水压力。
需要通过读入渗流软件计算结果才能实现。
3．边坡软件中，如何考虑锚杆作用？答：软件要求输入锚杆抗拉力、锚杆总长、锚固段长度、锚固段周长、粘结强度等参数，当锚杆穿过圆弧滑动面时，则锚杆的有效作用力=min{锚杆抗拔力、锚杆抗拉力}锚杆抗拔力=圆弧滑动面外锚杆锚固段长度*锚固段周长*粘结强度锚杆抗拉力=锚杆抗拉力4．土工布或锚杆的抗拉力和水平间距的关系是什么？答：软件是先用交互的抗拉力除以水平间距，得出单位宽度的抗拉力，以单位宽度的抗拉力带入计算。
如果土工布时满铺的，水平间距要输入1，抗拉力输入单位宽度土工布的抗拉力。
5．边坡软件出现滑动面总在坡的表皮时，怎样处理？答：此现象主要发生在边坡坡面部分为无粘性土的情况。
处理方法：（1）适当输入较小的粘聚力，再计算；（2）在建模时，把坡地表层加一个薄区域，模拟面层处理（3）用“给定圆弧出入口范围搜索危险滑面”方法计算软基一：操作培训1．5.0版新增内容的演示；（详见“岩土5.0版增加及修改内容”相关条目）（1）竖向排水体的分区设置；（2）筋带指定范围布置；（3）盆形沉降增加工后基准期结束时、工后残余以及最终沉降；（4）读取dxf自动形成坡线土层。
2．四个模块的应用范围和区别堤坝考虑坡线不同，有注水期工况，以及水位信息、镜像的功能复杂考虑多钻孔，各土层的排水性、处置措施位置的灵活3．地基土层物理参数输入的方法和注意事项（例题演示：路堤沉降计算错误问题）不同方法要输入不同的值竖向固结系数、水平固结系数一定要输值，孔隙比一定要输，如果有的土没有孔隙比，就用压缩模量法，压缩模量一般都有不要输入厚度为0的土层4．一些常被忽视的软件细节功能固结度输出点可以定位沉降输出点距中线距离是否输出地基各点固结度图地基土层地面是否排水层计算地基沉降时，考虑沉降引起的增高水下C、Φ值5．超载的输入方法（坡线上有台阶，台阶上要加荷载的方法）6．有较长反压护道时易出错误（例题说明：安全系数搜索问题）7．软基是否转为总应力法的意义（例题说明：软基是否转为总应力法的典型例题）二：常见问题问答1．如果处置措施是粒料桩或加固土桩以外的桩类型（如碎石桩等），软件如何处理？答：软件定义的粒料桩是指有排水功能的桩，凡是有排水功能的桩，都可以用粒料桩模拟。
同样，软件定义的加固土桩是指没有排水功能的桩，该种桩不能加快固结，因此凡是没有排水功能的桩，都可以用加固土桩模拟。
2．如何模拟围海造地时，在施工期有海水的情况？答：在地下水一项输入负值，该值在竣工的稳定计算不起作用。
3．“是否自动变换浸润线段高度正负”是何意义？答：基本参数表中“竣工后左、右侧水位”相对高、低关系变化时，采用“自动变换浸润线段高度正负”，可保证水位线的合理渐变关系。
避免水位重复录入的麻烦。
4．软基中加竖向排水板前、后计算竣工时沉降，为何对附加应力有影响？如何解决？答：关键在于参数二中的一项“计算时考虑地基沉降引起的增高”。
如果选择“考虑”，则认为在发生沉降后要补足原标高，这样加竖向排水板使固结加快，在竣工时为补足原标高所用填料多于不用排水板的情况，故附加应力有变化。
如果选择“不考虑”，则两者无变化。
5．软基计算总是出现“最下面分层附加应力与自重应力之比远>15.000%”是什么原因？答：原因是地基土层厚度输入的不够。
6．排水体当量直径折减系数”是何意义？答：“排水体当量直径”取公路软基规范35页，此折减系数直接乘在该直径上。
7．如何在软基软件中导入勘察数据？答：首先在勘察软件中，完成数据录入，计算完成各种成果表及表格成果入库即可。
并将在工程勘察软件安装路径下该工程备份目录下的“其他”文件夹中会找到一个“计算接口”的文本文件。
在软基中辅助功能找到读入理正GICAD 数据即可。
8． “是否转为总应力法”是何意义？答：对于非常软弱的土，()gi tg ϕ与()qi tg ϕ比较接近。
当固结度较小时，会出现()gi i tg U ϕ＜()qi tg ϕ。
这时，有效固结应力法计算出安全系数比总应力法计算出的安全系数更小，这种情况下可用这个选项转化成总应力法计算。
9． “粒料桩、加固土桩的桩土应力比”是何意义？答：反映桩和土分担上部力的比值的参数，一般取3~6，桩分担的越多，此值越大。
抗滑桩一：操作培训1．5.0版新增内容的演示；（详见“岩土5.0版增加及修改内容”相关条目）抗滑桩增加了锚杆（索）设计功能，并可以考虑预加力。
2． 抗滑桩软件使用方法和顺序先用滑坡推力算出滑坡的剩余下滑力，再代到抗滑桩中计算。
3． 桩所受剩余下滑力和土压力计算； 4． 桩底支撑条件的取法 5． 初始弹性系数的取法二：常见问题问答1． 初始弹性系数A 、A1的含义和算法答：计算土反力时，需要确定弹性抗力系数K=my+A 、K ＝Cy0.5+A 、K=K+A （分别对应m 法、C 法、K 法），其中A 表示嵌固面处（y ＝0）弹性抗力系数，取法如下：A = h ·m 1A 1= h 1·m 1h---桩前上部覆土厚度 h 1---桩后上部覆土厚度m 1------上部覆土的水平抗力系数的比例系数,由用户根据经验或试验获得，如无经验，可用《建筑基坑支护技术规程》中的公式计算： )2.0(12c dm +-=ϕϕ2． 动水压力在什么情况下考虑？答：在渗流场范围内的滑体，要考虑动水压力，计算参见抗滑桩帮助公式5.1-9、5.1-11 3． 抗滑桩计算内力时，滑坡推力，库伦土压力是否已经考虑安全系数？ 答：内力计算时， 滑坡推力，库伦土压力已乘分项（安全）系数。
4． 锚索水平刚度算法答：锚杆水平刚度系数应按试验得到，当无试验资料时，5.0版可用软件自动计算，4.5以前版本可按下式计算：θ2c o s 33aS C C f CC S T Al E A E l A E AE K +=式中 A -------锚杆的截面面积；E S ------杆体弹性模量； E C ------锚固体组合弹性模量； A C ------锚固体截面面积； L f ------锚杆自由段长度； La------锚杆锚固段长度； θ------锚杆水平倾角。
挡土墙一：操作培训1．新版修改内容A ．加入了公路-I 级，公路-II 级，城-A 级和城-B 级的荷载选项；B ．修改了按路基手册方法确定土压力分布图，当坡线角度大于第一破裂面角度时，会出现不合理现象的问题。
(如果坡线角度大于第一破裂面角度，过坡线点作第一破裂面的平行线，与第二破裂面所在线的交点，有可能反而往上跑)；C ．对采用公路标准的挡土墙部分主要计算内容，依据《公路路基设计规范》JTG D30-2004相应规定进行了改造；D ．对重力、半重力、垂直预应力、悬臂、扶壁、桩板、锚杆和锚定板挡墙，增加了朗肯和静止土压力的计算；E ．修改了悬臂和扶壁里一些斜钢筋的配筋计算，对于斜钢筋根据倾斜角度扩大了计算配筋面积；F．增加了是否控制裂缝的选项；G．增加了悬臂和扶壁式挡土墙的施工图。
2．细节部分意义解释防滑凸榫被动土压力修正系数坡面起点是否低于墙顶坡面起始距离3．计算中的一些注意事项挡墙有埋深处理办法墙后填土C、Φ交互注意事项（例题说明：锚杆式）坡线交互不要太陡，能不交互台阶就不交互，可简化成斜坡（例题说明：重力式）坡线交互最上面最好有一个平台，以便使破裂面和坡面有交点二：常见问题问答1．“圬工之间摩擦系数”意义，如何取值？答：用于挡墙截面验算，反应圬工间的摩阻力大小。
取值与圬工种类有关，一般采用0.4（主要组合）~0.5（附加组合），该值取自《公路设计手册》第603页。
2．“地基土的粘聚力”意义，如何取值？答：整体稳定验算时滑移面所在地基土的粘聚力，由地勘报告得到。
3．“墙背与墙后填土摩擦角”意义，如何取值？答：用于土压力计算。
影响土压力大小及作用方向。
取值由墙背粗糙程度和填料性质及排水条件决定，无试验资料时，参见相关资料《公路路基手册》591页，具体内容如下：墙背光滑、排水不良时：δ=0；混凝土墙身时：δ=（0~1/2）φ一般情况、排水良好的石砌墙身：δ=（1/2~2/3）φ台阶形的石砌墙背、排水良好时：δ=2/3φ第二破裂面或假象墙背时：δ=φ4．“墙底摩擦系数”意义，如何取值？答：用于滑移稳定验算。
无试验资料时，参见相关资料《公路路基手册》，592页表3-3-25．“地基浮力系数”如何取值？答：该参数只在公路行业《公路路基手册》中有定义表格，其他行业可直接取1.0，具体《公路路基手册》定义表格如下：6．“地基土的内摩擦角”意义，如何取值？答：用于防滑凸榫前的被动土压力计算，影响滑移稳定验算；从勘察报告中取得。
7．“圬工材料抗力分项系数”意义，如何取值？答：按《公路路基设计规范》JTG D30-2004，采用极限状态法验算挡墙构件正截面强度和稳定时用材料抗力分项系数，取值参见《公路路基设计规范》表5.4.4-1。
8．“地基土摩擦系数”意义，如何取值？答：用于倾斜基底时土的抗滑移计算。
参见《公路路基手册》P593表3-3-3。
见下表。
9．挡土墙的地面横坡角度应怎么取？答：取不产生土压力的硬土地面。
当挡土墙后有岩石时，地面横坡角度通常为岩石的坡度，一般土压力只考虑岩石以上的那部分土压力，也可根据经验来给。
如挡土墙后为土，地面横坡角度一般根据经验来给，如无经验，可给0（土压力最大）。
10．浸水挡墙的土压力与非浸水挡墙有何区别？答：浸水挡墙验算时，水压力的影响主要表现在两个方面：首先，用库伦理论计算土压力时破坏楔体要考虑水压力的作用。
计算破坏楔体时，有水的情况和无水的情况时计算原理是一样的，只是浸水部分土体采用浮重度。
