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