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1、第四节 围岩压力1、围岩压力的概念2、围岩压力的确定Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.围岩压力的概念1、围岩压力隧道开挖后，因围岩变形或松散等原因 ，作用于洞室周边岩体或支护
2、结构上的压力 。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。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.围岩压力的概念1、围岩压力的分类
3、（按作用力发生形态） 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。 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。 膨胀压力：是指由于围岩吸水而膨胀崩解所引 起的压力。 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，Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Sli
4、des for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.围岩压力的概念 松散压力：常通过下列三种情况发生： 在整体稳定的岩体中，可能出现个别松动掉 块的岩石； 在松散软弱的岩体中，坑道顶部和两侧片帮 冒落；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。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Clie
5、nt Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.围岩压力的概念 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。 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
6、是由 吸水膨胀引起的。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.围岩压力的概念 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
7、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 。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 20
8、04-2011 Aspose Pty Ltd.围岩压力的概念3、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。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2
9、.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.围岩压力的概念（1）阶段的划分l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； l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； l顶板岩体视其强度的不同而逐步坍塌，可视为坍 塌阶段； l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。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Sl
10、ides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.围岩压力的概念（2）自然拱的范围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：Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.
11、Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.围岩压力的概念l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； l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
12、然拱，所以，它的围岩压力的大 小与埋置深度直接相关。 l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。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyr
13、ight 2004-2011 Aspose Pty Ltd.围岩压力的确定1、确定的方法2、一般规定Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.确定方法围岩压力的确定目前常用有下列三种
14、方法： 直接量测法 经验法或工程类比法 理论估算法Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.确定方法直接量测法： 是一种切合实际的方法，对 隧道工程而言，也是研究发展的方向；但由 于
15、受量测设备和技术水平的制约，目前还不 能普遍常用。 经验法或工程类比法： 是根据大量以前工程的实 际资料的统计和总结，按不同围岩分级提出围岩 压力的经验数值，作为后建隧道工程确定围岩压 力的依据的方法。是目前使用较多的方法。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose P
16、ty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.确定方法理论估算法：是在实践的基础上从理论上研究围 岩压力的方法。由于地质条件的不确定性，影响 围岩压力的因素多，企图建立一种完善的和适合 各种实际情况的通用围岩压力理论及计算方法是 困难的。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.一般规定1、级围岩中的深埋隧道，围岩压力主要为 形变压力，其值可按释放荷载计算。2、级围岩中深埋隧道的围岩压力为松散荷 载时，其垂直均布压力及水平均布压力可按下列 公式计算：应用该公式时，必须同时具备下列条件：（1）
