内蒙古科技大学:《隧道工程》课程教学课件(PPT讲稿)第5章 隧道围岩分级与围岩压力 5.2 围岩压力的确定 5.3 影响围岩稳定性的因素

5.2围岩压力的确定 隧道围岩的定义:隧道周围一定范围内对其稳定性能 产生影响的那部分岩(土)体。这个范围在横断面上 约为6~10倍的洞径。 围岩
隧道围岩的定义:隧道周围一定范围内对其稳定性能 产生影响的那部分岩(土)体。这个范围在横断面上 约为6~10倍的洞径。 围岩 5.2 围岩压力的确定

第新章餐道因岩分数与固浩压力 1、围岩压力的概念 ● 围岩压力:是指引起地下开挖空间周 围岩体和支护变形或破坏的作用力。它包 括由地应力引起的围岩应力以及围岩变形 受阻而作用在支护结构上的作用力。从狭 义上来理解,围岩压力是指围岩作用在支 护结构上的压力。在工程中一般研究狭义 的围岩压力
1、围岩压力的概念 ● 围岩压力:是指引起地下开挖空间周 围岩体和支护变形或破坏的作用力。它包 括由地应力引起的围岩应力以及围岩变形 受阻而作用在支护结构上的作用力。从狭 义上来理解,围岩压力是指围岩作用在支 护结构上的压力。在工程中一般研究狭义 的围岩压力

第新章筐道围岩分然与思岩压力 围岩压力按作用力发生形态分为: (1)松散压力:是指由于开挖而松动或坍塌的 岩体以重力形式直接作用在支护结构的压力。 (2)形变压力:是指由于围岩变形受到与之密 贴的支护的抑制,而使围岩与支护结构共同变形 过程中,围岩对支护结构施加的接触压力。 (3)膨胀压力:是指由于围岩吸水而膨胀崩解 所引起的压力。 (4)冲击压力:是指围岩中积累了大量的弹性 变性能之后,由于隧道的开挖,围岩的约束被解 除
● 围岩压力按作用力发生形态分为: ⑴ 松散压力:是指由于开挖而松动或坍塌的 岩体以重力形式直接作用在支护结构的压力。 ⑵ 形变压力:是指由于围岩变形受到与之密 贴的支护的抑制,而使围岩与支护结构共同变形 过程中,围岩对支护结构施加的接触压力。 ⑶ 膨胀压力:是指由于围岩吸水而膨胀崩解 所引起的压力。 ⑷ 冲击压力:是指围岩中积累了大量的弹性 变性能之后,由于隧道的开挖,围岩的约束被解 除

第新章能过因岩分数与固岩压力 (1) 松散压力:常通过下列三种情况发生: ①在整体稳定的岩体中,可能出现个别松动 掉块的岩石; ②在松散软弱的岩体中,坑道顶部和两侧片 帮冒落; ③在节理发育的裂隙岩体中,围岩某些部位 沿弱面发生剪切破坏或拉坏等局部塌落
⑴ 松散压力:常通过下列三种情况发生: ① 在整体稳定的岩体中,可能出现个别松动 掉块的岩石; ② 在松散软弱的岩体中,坑道顶部和两侧片 帮冒落; ③在节理发育的裂隙岩体中,围岩某些部位 沿弱面发生剪切破坏或拉坏等局部塌落

第新章筐道围岩分然与思岩压力 (2)形变压力:是指由于围岩变形受到与之密 贴的支护如锚喷支护等的抑制,而使围岩与支护 结构共同变形过程中,围岩对支护结构施加的接 触压力。形变压力除与围岩应力状态有关外,还 与支护时间和支护刚度有关。 (③)膨胀压力:是指由于围岩吸水而膨胀崩 解所引起的压力。它与形变压力的基本区别在于 它是由吸水膨胀引起的
⑵ 形变压力:是指由于围岩变形受到与之密 贴的支护如锚喷支护等的抑制,而使围岩与支护 结构共同变形过程中,围岩对支护结构施加的接 触压力。形变压力除与围岩应力状态有关外,还 与支护时间和支护刚度有关。 ⑶ 膨胀压力:是指由于围岩吸水而膨胀崩 解所引起的压力。它与形变压力的基本区别在于 它是由吸水膨胀引起的

第章填因岩分缴与图告压力 ④)冲击压力:是指围岩中积累了大量的弹性 变性能之后,由于隧道的开挖,围岩的约束被 解除,能量突然释放所产生的压力。 冲击压力是岩体能量的积累与释放问题,所 以它与弹性模量直接相关。弹性模量较大的岩 体,在高地应力作用下,易于积累大量的弹性 变形能,一旦遇到适宜条件,就会突然猛烈的 大量释放
⑷ 冲击压力:是指围岩中积累了大量的弹性 变性能之后,由于隧道的开挖,围岩的约束被 解除,能量突然释放所产生的压力。 冲击压力是岩体能量的积累与释放问题,所 以它与弹性模量直接相关。弹性模量较大的岩 体,在高地应力作用下,易于积累大量的弹性 变形能,一旦遇到适宜条件,就会突然猛烈的 大量释放

第新章芪道组学分发与围岩及力 2、围岩松散压力的产生 开挖隧道所引起的围岩松动和破坏的范围 有大有小,对于一般裂隙岩体中的深埋隧道, 其波及范围仅局限在隧道周围一定深度,作用 在支护结构上的围岩松散压力远远小于其上覆 岩层自重所造成的压力,这可用围岩的“成拱 作用”来解释
2、围岩松散压力的产生 开挖隧道所引起的围岩松动和破坏的范围 有大有小,对于一般裂隙岩体中的深埋隧道, 其波及范围仅局限在隧道周围一定深度,作用 在支护结构上的围岩松散压力远远小于其上覆 岩层自重所造成的压力,这可用围岩的“成拱 作用”来解释

第新章餐道因岩分数与固浩压力 2、围岩松散压力的产生 (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,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,可视为松动 阶段; (3)顶板岩体视其强度的不同而逐步坍塌, 可视为坍塌阶段; (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,可视为成拱阶段
2、围岩松散压力的产生 ⑴ 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,可视为变形阶 段; ⑵ 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,可视为松动 阶段; ⑶ 顶板岩体视其强度的不同而逐步坍塌, 可视为坍塌阶段; ⑷ 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,可视为成拱阶段

第新章芪道组学分发与围岩压力 自然拱的范围的大小除受上 述的围岩地质条件、支护结构 架设时间、刚度以及它与围岩 的接触状态外,还取决于以下 诸因素:
自然拱的范围的大小除受上 述的围岩地质条件、支护结构 架设时间、刚度以及它与围岩 的接触状态外,还取决于以下 诸因素:

第新章餐道因岩分数与固告压力 ()隧道的形状和尺寸:隧道拱圈越平坦,跨度 越大,则自然拱越高,围岩松散压力也越大; (2)隧道的埋深:实践证明,只有当隧道埋深 超过某一临界值时,才有可能形成自然拱。习惯 上称这种隧道为深埋隧道,否则为浅埋隧道。由 于浅埋隧道不能形成自然拱,所以,它的围岩压 力的大小与埋置深度直接相关。 (3)施工因素:如爆破所产生的震动,常常是 引起塌方的重要原因之一,造成围岩压力过大, 又如分部开挖多次扰动围岩,也会引起围岩失稳, 加大自然拱范围
⑴ 隧道的形状和尺寸:隧道拱圈越平坦,跨度 越大,则自然拱越高,围岩松散压力也越大; ⑵ 隧道的埋深:实践证明,只有当隧道埋深 超过某一临界值时,才有可能形成自然拱。习惯 上称这种隧道为深埋隧道,否则为浅埋隧道。由 于浅埋隧道不能形成自然拱,所以,它的围岩压 力的大小与埋置深度直接相关。 ⑶ 施工因素:如爆破所产生的震动,常常是 引起塌方的重要原因之一,造成围岩压力过大, 又如分部开挖多次扰动围岩,也会引起围岩失稳, 加大自然拱范围
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