第1章隧道围岩分类与围岩压力.ppt

　 （１）节理发育程度的基本特征 　（２）地质构造影响程度 　（３）层状岩层厚度的划分 　（４）分类对地下水的处理采取降级的方法 ３.３水工隧洞围岩分类 　　《水工隧洞设计规范》（SD 134—84）推荐的围岩分类见表 1－－6。该分类是一种定性的分类，表中的岩体结构、岩石的坚硬程度、节理的发育程度及层状岩层的厚度划分均可参考前面分类相关的描述。岩体完整性系数几按式（O一3）计算，V表示围岩的纵波速度。所用的声波指标以孔测法测试值为准，如果用其他方法测试时，可通过对比试验进行换算。 　　一般条件下确定围岩类别时，应以岩石的单轴饱和抗压强度为准，做单轴抗压强度后可不做点荷载强度；当隧道跨度小于5 m、服务年限小于 10年时，可不做岩体声波指标测试。 ３.２《锚杆、喷射混凝土支护技术规范》（GB 86—85）围岩分类 　　这种分类以定量和定性两大指标为基础确定围岩分类 ，见下表； 　　表中Is为岩石的点荷载强度；Rc为岩石的单轴饱和抗压强度；Sm为岩体强度应力比，按下式计算： 　　　Sm＝KvRc／ 式中　　为垂直于隧道洞轴线平面的较大主应力，若无地应力实测数据时用下式计算： 　　　　　＝γH 式中　 　γ——上覆岩层平均容重，N／m3； 　　　　　H——上覆岩层厚度，m。 第3节　围岩压力及其确定 １围岩压力 广义的围岩压力 ： 岩体力学中把由于开挖而引起的围岩或支护结构上的力学效应统称为广义的围岩压力 。 狭义的围岩压力 ： 作用在支护结构上的部分围岩压力 。 影响围岩压力大小的主要因素： 　　　（１）岩体的初始地应力状态 　　　（２）岩体的物理力学性质 　　　（３）岩体结构 　　　（４）工程性质 　　　（５）支护结构类型及支护时间 围岩压力就其表现形式可分为如下四类： （１）松动压力：由于开挖而引起围岩松动或坍塌的岩体以重力形式作用在支护结构上的压力称为松动压力，亦称散体压力。 （２）变形压力：开挖必然引起围岩变形，支护结构为抵抗围岩变形而承受的压力称为变形压力。 变形压力与支护结特性和时间的关系 （３）冲击压力：冲击压力是围岩中积累的大量弹性变形能，受开挖的扰动，这些能量突然释放所产生的巨大压力。 （４）膨胀压力：某些岩体由于遇水后体积发生膨胀，从而产生膨胀压力。 (1)隧道开挖后，在围岩应力重分布过程中，顶板开始沉陷，并出现拉断裂纹(图a)，可视为变形阶段； (2)顶板的裂纹继续发展并且张开，由于结构面切割等原因，逐渐转变为松动(图b)，可视为松动阶段； (3)顶板岩体视其强度的不同而逐步塌落(图 c)，可视为塌落阶段； (4)顶板塌落停止，达到新的平衡，此时其界面形成一近似的拱形(图d)，可视为成拱阶段。 (c) (d) (a) (b) 松动压力的形成 ２隧道围岩压力计算 ２.１深浅埋隧道分界深度的确定 深埋隧道: 就是指隧道开挖引起的应力重新分布不涉及到地表的隧道。 深埋隧道满足： ２.２深埋隧道松动围岩压力计算 水平压力 ２.３浅埋隧道围岩压力计算 * * * * * * * 第1节 隧道围岩性质 １岩石和岩土 岩石：经过地质作用形成的由一种或多种矿物组成的天然集合体。按其成因，岩石可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。 结构面 ：节理、裂隙、断层和沉积岩与由沉积岩变质的变质岩在生成过程中形成的层理和层面统称 。 第1章　隧道围岩分类及围岩压力 岩块：由结构面切割出的完整块体 岩石和岩土相互转化 绝大部分土是地表岩石，它是经过漫长地质历史年代的同化作用而生成的。有物理风化和化学风化两种过程 ，土体经长期的高压、脱水、团结后，又会形成岩石。 岩石和土的区别只是颗粒胶结的强弱 ２隧道围岩性质 原岩： 未经人为扰动（如挖掘、开采等）的岩体为原岩。 原岩应力状态 ： 原岩内部存在的应力状态 。原岩应力在一定时期内可以认为是相对平衡的。 围岩: 将开挖后隧道周围发生应力重新分布的岩体称为围岩. 二次应力（次生应力 ）： 围岩中重新分布的应力 。 弹性状态的原岩应力开挖后围岩的次生应力状态可能出现两种情况： （１）围岩的次生应力状态继续保持弹性状态，弹性理论的基本定律仍然适用，这种情况围岩是稳定的，隧道可以不加支护； （２）围岩的次生应力状态在隧道的某些部位超过了岩体的屈服极限，甚至强度极限，这时围岩就会出现过大的变形，进而破坏，为保持隧道的稳定，必须采取支护措施，强制围岩稳定。 地下水也是影响隧道稳定的重要因素。水对岩土有软化作用，并降低岩土体强度和质量等级。 围岩本身具有一定的自承载能力，充分发挥围岩的自承载能力，会大大降低隧道支护成本。隧道开挖后，适当控制围