第6章山岩压力及围岩稳定性分析.pptx

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目录01山岩压力的定义02山岩压力的产生原因03影响山岩压力的因素04围岩稳定性分析方法05稳定性评价标准

山岩压力的定义01

压力概念在工程领域，压力概念用于评估结构的承载能力，如土压力、水压力对建筑物的影响。压力的工程应用压力是作用在单位面积上的力，通常用帕斯卡（Pa）作为单位，表示力的分布密度。压力的物理定义

山岩压力特点山岩压力在不同地质结构和深度下分布不均，导致围岩稳定性分析复杂。非均匀分布性山岩压力随时间变化，如开挖后应力重分布，影响围岩长期稳定性。时间效应性山岩压力受地形、岩性、构造等多种因素影响，表现出空间上的差异性。空间相关性

山岩压力的产生原因02

地质构造作用板块运动地壳板块的相互碰撞、挤压或拉伸导致岩石变形，产生山岩压力。断层活动断层的滑移和错动造成岩石应力集中，进而引发山岩压力的形成。

地下水活动地下水位上升时，水压增加，对岩体施加额外压力，可能导致岩体变形或破坏。水压作用地下水在岩石裂隙中流动，压力增大时可导致岩石裂隙扩展，增加山岩压力。水力劈裂地下水流动过程中溶解岩石中的可溶性矿物，造成岩石结构弱化，影响围岩稳定性。溶解作用010203

人类工程活动隧道施工时，移除岩体造成应力重分布，导致周围岩体产生压力。隧道开挖矿产资源的开采活动会改变原有的应力状态，引起岩层移动和压力变化。矿山开采水库蓄水后，水体重量增加，对库区及周边岩体施加压力，可能诱发滑坡等地质灾害。水库蓄水在城市中建设高层建筑时，基础开挖和建筑荷载会改变地下岩土的应力状态，影响围岩稳定性。高层建筑施工

影响山岩压力的因素03

地质条件不同类型的岩石和其内部结构对山岩压力有显著影响，如页岩和砂岩的层理结构。岩石类型与结构01地下水流动和水位变化可导致山岩压力的改变，例如溶洞地区的水文地质作用。地下水活动02

开采深度01地应力状态随着开采深度的增加，地应力状态变得更加复杂，导致山岩压力增大。03地下水流动开采深度的增加可能导致地下水流动模式改变，进而影响山岩压力分布。02岩石强度变化开采深度增加，岩石所受的温度和压力变化，岩石强度可能降低，影响稳定性。04围岩破坏模式不同深度下，围岩的破坏模式不同，这直接影响到山岩压力的形成和分布。

岩石物理性质岩石的孔隙率和渗透性影响其承受压力的能力，高孔隙率和渗透性可能导致岩体稳定性降低。岩石的孔隙率和渗透性岩石的抗压强度是决定其能否承受山岩压力的关键因素，强度低的岩石更易发生变形和破坏。岩石的抗压强度

开采方法开采顺序不同的开采顺序会影响岩体应力分布，如先采后采顺序不同，可能导致不同的山岩压力。开采深度开采深度的增加通常会导致更大的山岩压力，因为上覆岩层重量增加。开采强度开采强度的大小直接影响围岩的稳定性，强度过大可能导致围岩破坏。开采速度开采速度过快可能会导致围岩来不及适应应力变化，增加山岩压力。

围岩稳定性分析方法04

理论分析方法弹性理论分析应用弹性力学原理，通过计算围岩的应力和应变，评估其稳定性。塑性理论分析考虑围岩进入塑性状态后的变形，使用塑性力学理论预测围岩的破坏模式。数值模拟分析利用有限元等数值模拟方法，模拟围岩在不同工况下的响应，分析其稳定性。

数值模拟方法通过有限元软件模拟围岩应力分布，预测潜在的破坏区域和变形情况。有限元分析应用快速拉格朗日方法模拟围岩的动态响应，评估在爆破或地震作用下的稳定性。快速拉格朗日分析利用离散元模拟岩石块体间的相互作用，分析围岩在开挖过程中的稳定性。离散元方法考虑地下水流动对围岩稳定性的影响，进行流体与岩体相互作用的数值模拟。流体-结构耦合分析

实地监测技术通过安装位移传感器和全站仪，实时监测岩体位移，评估围岩稳定性。地面位移监测利用声发射设备检测岩石破裂产生的声波，分析围岩内部应力变化情况。声发射监测

稳定性评价标准05

稳定性评价指标变形模量是衡量岩石抵抗变形能力的指标，与围岩稳定性密切相关。变形模量节理间距的大小直接影响岩体的稳定性，是评价围岩稳定性的重要指标之一。节理间距通过岩体完整性指数评估岩体的完整程度，反映围岩的稳定性。岩体完整性指数01、02、03、

评价方法与步骤根据工程需求和地质条件，明确评价的岩体范围和深度，为后续分析打下基础。确定评价范围01选取反映围岩稳定性的关键指标，如岩石强度、裂隙发育程度及地下水状况等。选择评价指标02通过地质测绘、钻探取样等手段，收集围岩的现场数据，为分析提供实际依据。进行现场调查03运用数值分析软件进行模拟，评估不同工况下围岩的稳定性，预测潜在风险。应用数值模拟04

工程应用实例在隧道施工中，通过实时监测围岩位移和应力，确保施工安全和围岩稳定性。隧道施工监测矿山开采前，利用地质雷达等技术评估岩体稳定性，预防滑坡和塌陷事故。矿山开采评估大坝建设前，进行