岩石力学9围岩稳定课件

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1、第八章第八章 地下工程围岩稳定性分析地下工程围岩稳定性分析岩石力学-9围岩稳定 引言引言p安全生产安全生产是关系国计民生的头等大事是关系国计民生的头等大事p隧道（洞）工程是隧道（洞）工程是高风险行业高风险行业p每年，地下工程施工中由于设计、施工不每年，地下工程施工中由于设计、施工不当引发的塌方事故造成的当引发的塌方事故造成的人员伤亡上万人员伤亡上万、国家国家财产损失几十亿财产损失几十亿如何评判隧洞围岩的稳定性？如何评判隧洞围岩的稳定性？ 岩石力学-9围岩稳定8. 地下工程围岩稳定性地下工程围岩稳定性p8.1 围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析p8.2 弹塑性力学分

2、析法弹塑性力学分析法p8.3 围岩压力围岩压力p8.4 隧道支护与新奥法隧道支护与新奥法p8.5 块体理论应用实例块体理论应用实例p8.6 存在的问题存在的问题岩石力学-9围岩稳定8-1 地下工程围岩稳定性分析与压力计算地下工程围岩稳定性分析与压力计算根据围岩的结构不同，地下工程可采用不同分析方法。根据围岩的结构不同，地下工程可采用不同分析方法。 完整结构的岩体：弹性完整结构的岩体：弹性/弹塑性力学分析弹塑性力学分析块状结构岩体：块体平衡理论分析块状结构岩体：块体平衡理论分析碎裂和松散结构岩体：松散体力学分析碎裂和松散结构岩体：松散体力学分析各向同性岩体各向同性岩体各向异性岩体各向异性岩体岩石

3、力学-9围岩稳定8.1 围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析 围岩围岩：坑道周围发生应力重新分布的岩体称为围岩。：坑道周围发生应力重新分布的岩体称为围岩。 次生应力状态次生应力状态（二次应力状态）（二次应力状态）：原岩因受开挖扰动，其应力重：原岩因受开挖扰动，其应力重新分布，围岩中重新分布后的应力状态，称为次生应力状态，或新分布，围岩中重新分布后的应力状态，称为次生应力状态，或二次应力状态。二次应力状态。 基本假定基本假定：岩体为均质、连续和各向同性的介质。：岩体为均质、连续和各向同性的介质。 研究围岩应力状态的方法研究围岩应力状态的方法：将巷道和围岩视为无重量的有

4、孔平板：将巷道和围岩视为无重量的有孔平板的平面应变问题。平板所受到的外力即为原岩应力。的平面应变问题。平板所受到的外力即为原岩应力。岩石力学-9围岩稳定 1、圆形坑道围岩应力分布、圆形坑道围岩应力分布8.1 围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析岩石力学-9围岩稳定 1、圆形坑道围岩应力分布、圆形坑道围岩应力分布 设原岩垂直应力为设原岩垂直应力为p，水平应力为，水平应力为q，作用在围岩边界，忽略，作用在围岩边界，忽略围岩自重的影响，按弹性理论中的基尔希公式计算围岩中任一点围岩自重的影响，按弹性理论中的基尔希公式计算围岩中任一点M（r，）的应力（的应力（a为洞半径）：为

5、洞半径）：8.1 围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析岩石力学-9围岩稳定 1、圆形坑道围岩应力分布、圆形坑道围岩应力分布 （1） 当当r时，时， 上式即为极坐标中的原岩应力。上式即为极坐标中的原岩应力。8.1 围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析岩石力学-9围岩稳定1、圆形坑道围岩应力分布、圆形坑道围岩应力分布 （2）当）当ra时，即坑道周边的应力为：时，即坑道周边的应力为： 式中：式中：=q/p 为侧压力系数。为侧压力系数。或：或：8.1 围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析岩石力学-9围岩稳定1、圆形坑道

6、围岩应力分布、圆形坑道围岩应力分布 （3）当）当p=q, 即即=1时，时， =1（轴对称）时对圆形坑道围岩应力分布最有利。（轴对称）时对圆形坑道围岩应力分布最有利。8.1 围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析岩石力学-9围岩稳定当当r=a，坑道周边应力为：，坑道周边应力为： 当当r时，坑道原岩应力为：时，坑道原岩应力为： 圆形坑道开挖应力扰动范围为坑道半径的圆形坑道开挖应力扰动范围为坑道半径的35倍。倍。 8.1 围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析岩石力学-9围岩稳定 2、椭圆形坑道周边应力分布、椭圆形坑道周边应力分布 设椭圆形断面长轴

7、为水平方向，设椭圆形断面长轴为水平方向，长半轴为长半轴为a，短半轴为，短半轴为b，原，原岩垂直应力为岩垂直应力为p，水平应力为，水平应力为q=p，坑道周边任一点的径向应力，坑道周边任一点的径向应力r切向应力切向应力剪应力剪应力r ，根据弹性力学计算公式为：，根据弹性力学计算公式为：8.1 围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析岩石力学-9围岩稳定2、椭圆形坑道周边应力分布、椭圆形坑道周边应力分布式中：式中：m=b/a, 叫轴比叫轴比；周边计算点的偏心角。周边计算点的偏心角。 8.1 围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析岩石力学-9围岩稳定例

8、：例： 1/4条件下，不同轴比条件下，不同轴比m对应的顶底板和两帮中点处的对应的顶底板和两帮中点处的： 可见，椭圆形长轴与原岩最大主应力方向一致时，坑道周边不出现切可见，椭圆形长轴与原岩最大主应力方向一致时，坑道周边不出现切向拉应力，应力分布较合理，向拉应力，应力分布较合理，等应力轴比时最好等应力轴比时最好。8.1 围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析岩石力学-9围岩稳定 2、椭圆形坑道周边应力分布、椭圆形坑道周边应力分布 满足上式的轴比叫等应力轴比。在等应力轴比的条件下，椭满足上式的轴比叫等应力轴比。在等应力轴比的条件下，椭圆形坑道顶底板中点和两帮中点的切向应力相

9、等，周边应力分布圆形坑道顶底板中点和两帮中点的切向应力相等，周边应力分布比较均匀。比较均匀。 可见，在原岩应力可见，在原岩应力(p,p）一定的条件下，）一定的条件下，随轴比随轴比m而变化。而变化。为了获得合理的应力分布，可通过调整轴比为了获得合理的应力分布，可通过调整轴比m来实现。来实现。8.1 围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析岩石力学-9围岩稳定返回当 时，矩形洞室周边均为压应力当 时，洞室周边出现拉应力矩形洞室周边角点应力远大于其它部位的应力a岩石力学-9围岩稳定 8.2 弹塑性力学分析法弹塑性力学分析法围岩应力的变化规律及其分布状态围岩应力的变化规律及其分

10、布状态 根据围岩应力分布状态，可将坑道周围岩体分为根据围岩应力分布状态，可将坑道周围岩体分为4个区域：个区域： 1、应力松弛区、应力松弛区 2、塑性强化区、塑性强化区 3、弹性区、弹性区 4、原岩应力区、原岩应力区岩石力学-9围岩稳定围岩与支护相互作用原理围岩与支护相互作用原理 8.2 弹塑性力学分析法弹塑性力学分析法岩石力学-9围岩稳定 围岩应力分布的共同特点围岩应力分布的共同特点 （1 1）无论坑道断面形状如何，无论坑道断面形状如何，周边附近应力集中系数最大周边附近应力集中系数最大，远离周，远离周边，应力集中程度逐渐减小，在距巷道中心为边，应力集中程度逐渐减小，在距巷道中心为3-53-5倍

11、坑道半径处，围倍坑道半径处，围岩应力趋近于与原岩应力相等。岩应力趋近于与原岩应力相等。 （2 2）坑道围岩应力受侧应力系数坑道围岩应力受侧应力系数 、坑道断面轴比的影响，一般、坑道断面轴比的影响，一般坑道坑道断面长轴平行于原岩最大主应力方向时，能获得较好的围岩应断面长轴平行于原岩最大主应力方向时，能获得较好的围岩应力分布力分布；而当坑道；而当坑道断面长轴与短轴之比等于长轴方向原岩最大主应断面长轴与短轴之比等于长轴方向原岩最大主应力与短轴方向原岩应力之比时，坑道围岩应力分布最理想力与短轴方向原岩应力之比时，坑道围岩应力分布最理想。这时在。这时在巷道顶底板中点和两帮中点处切向应力相等，并且不出现拉

12、应力。巷道顶底板中点和两帮中点处切向应力相等，并且不出现拉应力。 （3 3）坑道坑道断面形状影响围岩应力分布的均匀性断面形状影响围岩应力分布的均匀性。通常平直边容易出。通常平直边容易出现拉应力，转角处产生较大剪应力集中，都不利于坑道稳定。现拉应力，转角处产生较大剪应力集中，都不利于坑道稳定。 （4 4）坑道影响区随坑道半径增大而增大坑道影响区随坑道半径增大而增大，相应应力集中区也随坑道，相应应力集中区也随坑道半径增大而增大。如果应力很高，在周边附近应力超过岩体承载能半径增大而增大。如果应力很高，在周边附近应力超过岩体承载能力而产生破裂区半径也将较大。力而产生破裂区半径也将较大。 （5 5）上述

13、特征都是在假定坑道周边围岩完整上述特征都是在假定坑道周边围岩完整( (弹性弹性) )的情况下才具备的情况下才具备的。在采用爆破方法开挖的坑道中，由于爆破的松动和破坏作用，的。在采用爆破方法开挖的坑道中，由于爆破的松动和破坏作用，坑道周边往往不是应力集中区，而是应力降低区，此区域又叫坑道周边往往不是应力集中区，而是应力降低区，此区域又叫爆破爆破松动区松动区。该区域的范围一般在。该区域的范围一般在0.5 m0.5 m左右；往内分别为左右；往内分别为应力集中区应力集中区（塑性强化区）、弹性区、原岩应力区（塑性强化区）、弹性区、原岩应力区。返回岩石力学-9围岩稳定一、围岩压力的基本概念一、围岩压力的基

14、本概念p狭义围岩压力：围岩作用于支护上的压力，也称山岩压力。（围岩和支护被看成独立的两个体系）p广义围岩压力：支护与围岩是一个共同体，二次应力的全部作用力视为围岩压力。p 1 1、松动压力松动压力：松动脱落围岩，作用在支护上的岩体的自重荷载（自然拱、掉块，）及时支护减小松动范围、控制松动区发展。2 2、变形压力变形压力 阻止围岩塑性变形时，作用在支护上的压力。3 3、冲击压力冲击压力：岩体中的能量突然释放（岩爆）所形成的压力。4 4、膨胀压力膨胀压力：围岩膨胀所形成的压力p只有松动压力和塑性变形压能够计算。 8.3 围岩压力围岩压力岩石力学-9围岩稳定二、太沙基的围岩压力计算方法二、太沙基的围

15、岩压力计算方法p由单元体的平衡条件推出围岩压力1、基本假设p（1）认为岩体是松散体，但存在一定的粘聚力，且服从库仑准则：p（2）围岩的滑移模式和外力情况如图所示2、围岩压力计算边界条件：边界条件：n微元体的平衡条件： 岩石力学-9围岩稳定图图7-16 7-16 垂直地层压力计算图垂直地层压力计算图岩石力学-9围岩稳定（3）适用条件：H50m。n解该微分方程，并令z=H得洞顶压力： -原岩应力侧压力系数n洞室两邦的压力:岩石力学-9围岩稳定三、影响围岩压力的因素三、影响围岩压力的因素 1 1、地质方面的因素（自然属性）、地质方面的因素（自然属性）（1）完整性或破碎程度。（2）结构面的产状、分布密

16、度、力学性质、充填物性质及其充填状态。（3）地下水的活动状况。（4）岩体的性质和强度。 岩石力学-9围岩稳定2 2、工程方面的因素、工程方面的因素 （1 1）洞室的形状和尺寸）洞室的形状和尺寸 （2）支护结构的形式和刚度 支护作用：阻止围岩变形，维护围岩稳定支护支护外部支护内承支护刚性柔性岩石力学-9围岩稳定（3）洞室的位置、尺度和覆盖层厚度。（4）施工中的技术措施。 例如，控制爆破（光、预裂） 开挖顺序（5）洞室的轴线走向2 2、工程方面的因素、工程方面的因素 岩石力学-9围岩稳定1、围岩整体稳定，可能有局部掉落。（爆破震动、局部裂隙切割）2、脆性断裂破坏拉裂破坏，一般在洞顶。3、松散、冒顶

17、、片帮自然拱4、围岩膨胀底鼓5、形成塑性滑移面四、水平洞室围岩的主要破坏形式四、水平洞室围岩的主要破坏形式岩石力学-9围岩稳定自然冒落拱自然冒落拱岩石力学-9围岩稳定水平或缓倾斜坚硬岩层巷道开挖轮廓线急倾斜坚硬岩层高边墙塌落取决于节理分布 岩石力学-9围岩稳定脆性裂隙岩体巷道围岩顶部掉块模型软岩巷道严重底鼓现象 岩石力学-9围岩稳定软岩巷道围岩的膨胀现象返回岩石力学-9围岩稳定 岩体作为支护结构的组成部分，构成共同存载体，它岩体作为支护结构的组成部分，构成共同存载体，它们之间互相依存，互相制约，协调变形，共同承担全部们之间互相依存，互相制约，协调变形，共同承担全部围岩压力。围岩压力。 8.4

18、隧道支护与新奥法简介隧道支护与新奥法简介8.4.1 隧道支护隧道支护8.4.2 新奥法简介新奥法简介岩石力学-9围岩稳定8.4.1 隧道支护隧道支护一、离壁式支护的力学作用一、离壁式支护的力学作用 特点：离壁式支护结构如木支架、钢支架、混凝土砌碹以及钢筋特点：离壁式支护结构如木支架、钢支架、混凝土砌碹以及钢筋混凝土支架等与围岩部分点接触和部分面接触。混凝土支架等与围岩部分点接触和部分面接触。 1、被动承受围岩压力。、被动承受围岩压力。 2、支护及时时，在点接触或面接触处承受围岩所产生的压力（变、支护及时时，在点接触或面接触处承受围岩所产生的压力（变形压力），未与围岩接触处承受围岩松脱冒落的自重

19、应力（松动形压力），未与围岩接触处承受围岩松脱冒落的自重应力（松动压力）。压力）。 3、在完全不接触的情况下，或支护不及时时，围岩已发生松脱，、在完全不接触的情况下，或支护不及时时，围岩已发生松脱，则只承受松动压力。则只承受松动压力。岩石力学-9围岩稳定二、喷锚支护的力学作用二、喷锚支护的力学作用 特点：喷锚支护是喷射混凝土支护与锚杆支护的联合支护，其特特点：喷锚支护是喷射混凝土支护与锚杆支护的联合支护，其特点是通过加固围岩，提高围岩的自承能力达到维护坑道的目的。点是通过加固围岩，提高围岩的自承能力达到维护坑道的目的。 1、喷射混凝土的力学作用、喷射混凝土的力学作用 （1）加固围岩。）加固围岩

20、。 （2）改善围岩的应力状态）改善围岩的应力状态。 2、锚杆支护的力学作用、锚杆支护的力学作用 （1）锚杆的受力状态）锚杆的受力状态 端部锚固式锚杆端部锚固式锚杆 全长粘结式锚杆全长粘结式锚杆8.4.1 隧道支护隧道支护岩石力学-9围岩稳定二、喷锚支护的力学作用二、喷锚支护的力学作用 2、锚杆支护的力学作用、锚杆支护的力学作用 （1）锚杆群的力学作用）锚杆群的力学作用8.4.1 隧道支护隧道支护岩石力学-9围岩稳定二、喷锚支护的力学作用二、喷锚支护的力学作用 2、锚杆支护的力学作用、锚杆支护的力学作用 （1）锚杆群的力学作用）锚杆群的力学作用 A、组合悬吊作用、组合悬吊作用 8.4.1 隧道支

21、护隧道支护岩石力学-9围岩稳定二、喷锚支护的力学作用二、喷锚支护的力学作用 2、锚杆支护的力学作用、锚杆支护的力学作用 （1）锚杆群的力学作用）锚杆群的力学作用 B、挤压加固作用、挤压加固作用 8.4.1 隧道支护隧道支护岩石力学-9围岩稳定二、喷锚支护的力学作用二、喷锚支护的力学作用 3、喷锚联合支护的力学作用、喷锚联合支护的力学作用 （1）开挖后，在坑道周边形成松动圈和塑性变形区。喷射混凝土支）开挖后，在坑道周边形成松动圈和塑性变形区。喷射混凝土支护，一方面水泥砂浆的胶结作用提高了松动圈的整体稳定性，另护，一方面水泥砂浆的胶结作用提高了松动圈的整体稳定性，另一方面喷射混凝土层的柔性，允许围

22、岩发生较大的位移而不发生一方面喷射混凝土层的柔性，允许围岩发生较大的位移而不发生松脱，能充分发挥围岩的自支承能力。松脱，能充分发挥围岩的自支承能力。 （2）锚杆的挤压加固与围岩变形的相互作用，进一步加固围岩，提）锚杆的挤压加固与围岩变形的相互作用，进一步加固围岩，提高其整体承压能力。高其整体承压能力。 喷锚联合支护是软弱破碎岩体的一种最有效的支护形式，具喷锚联合支护是软弱破碎岩体的一种最有效的支护形式，具有主动加固围岩、充分发挥围岩的自支承能力、良好的抗震性能有主动加固围岩、充分发挥围岩的自支承能力、良好的抗震性能等优点。等优点。8.4.1 隧道支护隧道支护岩石力学-9围岩稳定 “新奥地利隧道

23、施工法”（NATMNew Australia Tunnelling Method）法，由奥地利学派创始人之一米勒教授提出的。包括三方面的内容：1、支护-围岩共同作用原理。2、柔性支护观点/锚喷网综合支护主要支护手段。3、设计、施工、监测一条龙作业方式。p优点：较好利用岩体力学特性，充分发挥围岩的自身的承载能力，合理设计支护结构和施工顺序。 8.4.2 新奥法简介新奥法简介 岩体作为支护结构的组成部分，构成共同存载体，它岩体作为支护结构的组成部分，构成共同存载体，它们之间互相依存，互相制约，协调变形，共同承担全部们之间互相依存，互相制约，协调变形，共同承担全部围岩压力。围岩压力。 岩石力学-9围

24、岩稳定1 1、支护、支护- -围岩共同作用原理围岩共同作用原理 围岩既是生产支护荷载的主体，又是承受岩层荷载的结构，支护-围岩作为整体相互作用，共同承担围岩压力。摒弃了过去岩体作为对支护结构的荷载采用厚衬砌的传统做法。 围岩压力是变形压力和松动压力的组合，大部分压力(特别是变形压力)由围岩自身承担，只有少部分转移到支护结构上；支护荷载既取决于围岩的性质，又取决于支护结构的刚度和支护时间；围岩的松动区和围岩内的二次应力状态又与支护结构的性质和支护时间有关。岩石力学-9围岩稳定支护支护- -围岩共同作用原理图围岩共同作用原理图围岩特性曲线支护特性曲线支护时间刚度早晚刚柔柔岩石力学-9围岩稳定2 2

25、、柔性支护观点、柔性支护观点 支护刚度不必太大，当支护做完后，能与岩体一起生产一定的位移，释放部分变形能，但又能使支护足以保持平衡，保持围岩稳定。 柔性支护，尽早支护，既及时封闭围岩，防止风化，又能释放变形能，合理利用围岩与支护共同承担应力调整过程中的所有作用。 支护结构为闭合环，锚喷网综合支护锚喷网综合支护主要支护手段主要支护手段。岩石力学-9围岩稳定设计、施工、监测一条龙作业方式设计、施工、监测一条龙作业方式工程地质调查与相关实验工程开挖与支护设计施工与监测是否稳定岩石力学-9围岩稳定地下工程稳定地下工程稳定稳定定义稳定定义：地下工程工作期限内，安全和所需最小断面得以保证，称为稳定。 稳定

26、条件稳定条件 ： 地下工程岩体或支护体中危险点的应力和位移； 岩体或支护材料的强度极限和位移极限。 岩石力学-9围岩稳定地下工程稳定地下工程稳定性可分为两类性可分为两类自稳自稳：不需要支护围岩自身能保持长期稳定人工稳定：人工稳定：需要支护才能保持围岩稳定岩石力学-9围岩稳定稳定性问题稳定性问题的力学本质的力学本质自稳自稳不自稳不自稳围岩内围岩内危险点危险点的应力的应力和位移和位移计算围岩压力计算围岩压力支护中危险点的应力或位移大于支大于支护极限护极限小于支小于支护极限护极限人工稳定人工稳定改革支护岩石力学-9围岩稳定深埋地深埋地下工程下工程地下工程自身影响达不到地表的，称为深埋深埋。反之浅埋浅

27、埋（2）当埋深等于或大于巷道半径R0或其宽、高之半的20倍以上时，巷道影响范围（35 R0 ）以内的岩体自重可以忽略不计；原岩水平应力可以简化为均匀分布，通常误差不大（10以下）； 深埋地下工程的特点深埋地下工程的特点为：（1）可视为无限体中的孔洞问题，孔洞各方向无穷远处，仍为原岩应力；岩石力学-9围岩稳定（3 3）深埋的水平巷道长度较大时，可作为平面应变问题处理。其它类型巷道，或作为空间问题，或作为全平面应变问题处理。解析方法数值方法试验方法地下工程地下工程稳定性分稳定性分析途径析途径本章主本章主要内容要内容弹性弹-塑性松散围岩应力、支护上的压力返回岩石力学-9围岩稳定8.5 块体理论应用实

28、例块体理论应用实例p荒沟抽水蓄能电站地下厂房系统洞室群围岩荒沟抽水蓄能电站地下厂房系统洞室群围岩稳定性分析稳定性分析 作为地下洞室工程直接作用对象的岩体，宏观上可以视为作为地下洞室工程直接作用对象的岩体，宏观上可以视为由结构面和临空面切割形成的块体的集合体。洞室开挖使岩体由结构面和临空面切割形成的块体的集合体。洞室开挖使岩体内原始的应力平衡状态遭到破坏，应力重新分布。在局部应力内原始的应力平衡状态遭到破坏，应力重新分布。在局部应力集中区，当应力超过岩体强度极限时，某些块体就会失去原有集中区，当应力超过岩体强度极限时，某些块体就会失去原有的静力平衡状态，沿着结构面滑移并导致局部掉块，进而产生的静

29、力平衡状态，沿着结构面滑移并导致局部掉块，进而产生连锁反应，造成一定范围内岩体的局部失稳。因此块体稳定性连锁反应，造成一定范围内岩体的局部失稳。因此块体稳定性是研究地下工程围岩整体稳定性的一项极为重要的内容，应给是研究地下工程围岩整体稳定性的一项极为重要的内容，应给予高度的重视。予高度的重视。岩石力学-9围岩稳定 块体理论是近年来发展和完善起来的一种岩体工程稳定性块体理论是近年来发展和完善起来的一种岩体工程稳定性分析方法，它最早是由石根华先生在分析方法，它最早是由石根华先生在2020世纪世纪7070年代提出的。块年代提出的。块体理论是基于自然界中岩体为由含大量结构面的岩石所组成的体理论是基于自

30、然界中岩体为由含大量结构面的岩石所组成的结构体，针对过去将岩体作为弹性的均质连续体而提出的一种结构体，针对过去将岩体作为弹性的均质连续体而提出的一种完全不同的认识。完全不同的认识。 块体理论认为，在坚硬和半坚硬的地层中，岩体被结构面块体理论认为，在坚硬和半坚硬的地层中，岩体被结构面切割成各种类型的空间镶嵌块体。在自然状态下，这些块体是切割成各种类型的空间镶嵌块体。在自然状态下，这些块体是稳定的，但当进行地下工程的开挖时，开挖造成的卸荷作用改稳定的，但当进行地下工程的开挖时，开挖造成的卸荷作用改变了块体原有的平衡，使得块体出现失稳的现象。首先失稳的变了块体原有的平衡，使得块体出现失稳的现象。首先

31、失稳的块体被称作关键块体，其对工程的安全性构成严重威胁。因此，块体被称作关键块体，其对工程的安全性构成严重威胁。因此，研究块体的稳定性实质就是研究结构面的空间展布特征，进而研究块体的稳定性实质就是研究结构面的空间展布特征，进而找出关键块体。找出关键块体。 8.5.1 理论依据理论依据岩石力学-9围岩稳定一一 基本概念基本概念1.1. 块体分类块体分类 1.2. 块体定义块体定义 (1) 块体：块体，泛指被各类结构面和临空面所切割的岩体。岩石力学-9围岩稳定(2) 无限块体：是指未被结构面和临空面完全切割成孤立体的块体，这类块体虽受结构面和临空面切割，但仍有一部分与母岩相连。(3) 有限块体：被

32、结构面和临空面完全切割成孤立体的块体，亦可称为分离体。有限块体又分为不可动块体和可动块体两类。(4) 不可动块体：不可动块体或称倒楔块体，这类块体沿空间任何方向移动皆受相邻块体阻碍，如果相邻块体不发生移动，它也不可能移动。岩石力学-9围岩稳定(5) 可动块体：可动块体是指沿空间某一方向或若干方向移动而不受相邻块体阻碍的块体，可动块体又分为稳定块体、可能失稳块体和关键块体。(6) 稳定块体：指在工程力和自重作用下，即使滑动面的抗剪强度为零也能保持稳定的块体。(7) 可能失稳块体：可能失稳块体指在工程力和自重作用下，由于滑动面有足够的抗剪强度才保持稳定的块体，若滑动面上的抗剪强度降低，这类块体可能

33、失稳。岩石力学-9围岩稳定(8) 关键块体：关键块体是指在工程力和自重作用下，由于滑动面上的抗剪强度不足于抵御滑动力，若不施加工程锚固措施。必将失稳的块体。(a) 无限块体 (b) 倒楔块体 (c) 稳定块体 (d) 可能失稳块体 (e)关键块体岩石力学-9围岩稳定二二 分析手段分析手段 块体理论按其性质可大致分为作图法和矢量解析法。2.1. 赤平投影解析法赤平投影解析法 在岩体工程地质力学研究和实践中，主要应用的是通过投影球心的平面和直线的赤平极射投影，用于表示岩体中的结构面、工程开挖面、工程作用力、岩体的滑移方向、滑动力和抗滑力等，在作图时，不考虑直线和平面的空间位置，只表示它们的空间方向

34、。岩石力学-9围岩稳定2.3.程序程序VATS原理原理 在实际应用中，输入三组结构面的x、y、z、倾角、倾向、c、七个参数进行计算。依次分析围岩内顶点，结构面与临空面交点，各结构面的面积，结构面切割块体体积、重心坐标等数据，从而得到的块体确切位置、是否滑动以及可能滑动时的净滑动力和稳定系数等。同时，本软件也支持输入多个块体的计算参数计算，方便了数据的处理。其详细情况请参看下面的流程图：岩石力学-9围岩稳定岩石力学-9围岩稳定(1) 在详细调查的基础上，认真整理勘探平硐实测资料，从中在详细调查的基础上，认真整理勘探平硐实测资料，从中选取本次研究中所需延伸出的揭露断层和节理的产状和展布特选取本次研

35、究中所需延伸出的揭露断层和节理的产状和展布特征，对水电站内规模较大的地下厂房系统通过地质勘探资料确征，对水电站内规模较大的地下厂房系统通过地质勘探资料确定其中心位置、走向、倾向和洞室群的空间定其中心位置、走向、倾向和洞室群的空间布置，以及可能结构块体的选取等。布置，以及可能结构块体的选取等。(2) 依据探硐揭露的节理、断层结构产状，选用对应位置的玫依据探硐揭露的节理、断层结构产状，选用对应位置的玫瑰节理图，运用赤平极限投影法和矢量分析法对地下厂房系统瑰节理图，运用赤平极限投影法和矢量分析法对地下厂房系统的洞室群中的可动块体和关键块体进行定性的分析，来获取生的洞室群中的可动块体和关键块体进行定性

36、的分析，来获取生成可动块体和关键块体的节理组和断层的可能组合和在洞室群成可动块体和关键块体的节理组和断层的可能组合和在洞室群的剖面上的位置的剖面上的位置。三三 工作步骤工作步骤岩石力学-9围岩稳定(3) 运用块体理论方法和数值计算软件运用块体理论方法和数值计算软件Matlab编制隧道洞室围岩块编制隧道洞室围岩块体的体的矢量解析计算矢量解析计算程序程序VATS(Vector Analysis for Tunnel Stability)，该程序充分利用适量解析方法的优点，通过对块体结构的数学描述，该程序充分利用适量解析方法的优点，通过对块体结构的数学描述，判断洞室围岩块体的稳定性，直接输出关键块体

37、的出露位置、体积、判断洞室围岩块体的稳定性，直接输出关键块体的出露位置、体积、滑动力及其稳定性参数。滑动力及其稳定性参数。(4) 根据洞顶、边墙的结构面展布图及结构面倾向、倾角，测点等根据洞顶、边墙的结构面展布图及结构面倾向、倾角，测点等数据，运用所编制的矢量解析程序数据，运用所编制的矢量解析程序VATS(Vector Analysis for Tunnel Stability)，对，对PD04，PD05探硐内的在拱顶和边墙内完全出露的节理、探硐内的在拱顶和边墙内完全出露的节理、断层进行无限延伸并任意组合，研究地下厂房系统的拱顶和边墙的断层进行无限延伸并任意组合，研究地下厂房系统的拱顶和边墙的

38、块体稳定性和关键块体的出露位置、体积、滑动力及其稳定性参数，块体稳定性和关键块体的出露位置、体积、滑动力及其稳定性参数，并以图形展示。并以图形展示。(5) 根据分析出的地下厂房系统洞室群的围岩稳定性结果，提出对根据分析出的地下厂房系统洞室群的围岩稳定性结果，提出对其进行整体支护设计和关键块的特殊支护处理的建议方法。其进行整体支护设计和关键块的特殊支护处理的建议方法。三三 工作步骤工作步骤岩石力学-9围岩稳定1. 计算条件计算条件(一一) 赤平极射投影法和矢量分析法分析赤平极射投影法和矢量分析法分析PD01、PD05、PD04(桩号桩号1+235-1+272, 总共总共89条条)裂隙走向玫瑰花图

39、裂隙走向玫瑰花图 岩石力学-9围岩稳定2.2.计算结果计算结果(1).(1).地下主厂房地下主厂房地下厂房结构面赤平投影地下厂房结构面赤平投影 岩石力学-9围岩稳定3. 工程评价：工程评价： 这里我们应用探硐揭露的结构面的实际产状，将节理、断层进行概化分组形成玫瑰节理图，分为考虑各洞室结构面的全部组合和依据各洞室地质剖面图具体情况考虑结构面的组合这两种情况，通过赤平投影法和矢量解析法相互验证，对洞室围岩中的可动块体和关键块体进行了定性的搜索，得出了各洞室围岩中可动块体和关键块体的个数、参与的结构面的组合及其在预挖临空面剖面上的位置。岩石力学-9围岩稳定 结构面组合在左边墙有两个交点结构面组合在

40、左边墙有两个交点 主厂房左边墙主厂房左边墙-拱顶位置块体编号的三维色谱图拱顶位置块体编号的三维色谱图岩石力学-9围岩稳定 两两结构面组合交点均位于在左边墙两两结构面组合交点均位于在左边墙 主厂房左边墙位置块体的三维色谱图主厂房左边墙位置块体的三维色谱图岩石力学-9围岩稳定 两两结构面三个交点均位于拱顶两两结构面三个交点均位于拱顶 主厂房拱顶位置不同编号块体的三维色谱图主厂房拱顶位置不同编号块体的三维色谱图返回岩石力学-9围岩稳定 目前围岩稳定性评判指标目前围岩稳定性评判指标 p目前对洞室稳定性的评价目前对洞室稳定性的评价尚无统一的理性方法尚无统一的理性方法p收敛变形收敛变形是围岩稳定状态的最直

41、接表现，常被当作重要指标是围岩稳定状态的最直接表现，常被当作重要指标 经验公式经验公式由抗压强度与洞室尺寸由抗压强度与洞室尺寸估算最大允许变形估算最大允许变形式中：式中：B为洞室跨度为洞室跨度 H为洞室高度为洞室高度 Rb为岩体单轴饱和抗压强度为岩体单轴饱和抗压强度规范方法规范方法锚杆喷射混凝土支护技术规范锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001)允许的允许的洞周相对收敛量洞周相对收敛量围围岩岩类别类别隧洞埋深（隧洞埋深（m）5050300300500III0.10.30.20.50.41.2IV0.150.50.41.20.82.0V0.20.80.61.61.03.0注：注：(

42、1)洞周相对收敛量洞周相对收敛量指指实测收敛量实测收敛量与与两点间距离两点间距离之比之比 (2)适用于适用于高跨比为高跨比为0.81.2和和III类围岩跨度小于类围岩跨度小于20 m、IV类小于类小于 15 m、V类小于类小于10 m (3)脆性岩体脆性岩体取表中取表中较小值，塑性岩体较小值，塑性岩体取表中取表中较大值较大值 工程上主要采用工程上主要采用经验公式经验公式和和规范的规定规范的规定 岩石力学-9围岩稳定 目前围岩稳定性评判指标目前围岩稳定性评判指标pp以上两种方法均与围岩的力学参数以上两种方法均与围岩的力学参数以上两种方法均与围岩的力学参数以上两种方法均与围岩的力学参数 、变形模量

43、变形模量E、围岩埋深、围岩埋深H等因等因素没有直接关系，显然不科学。素没有直接关系，显然不科学。 pp没有能够反映围岩力学特性、隧洞的埋深以及隧洞尺寸的围岩稳定性评价没有能够反映围岩力学特性、隧洞的埋深以及隧洞尺寸的围岩稳定性评价没有能够反映围岩力学特性、隧洞的埋深以及隧洞尺寸的围岩稳定性评价没有能够反映围岩力学特性、隧洞的埋深以及隧洞尺寸的围岩稳定性评价指标，更没有理性的、明确的围岩稳定性评价标准与方法指标，更没有理性的、明确的围岩稳定性评价标准与方法指标，更没有理性的、明确的围岩稳定性评价标准与方法指标，更没有理性的、明确的围岩稳定性评价标准与方法围围岩岩类别类别IIIIVV经验经验公式公

44、式3.7910.73120.00 规规范的范的规规定定102520603080洞径洞径10m时不同评判指标允许的拱顶最大沉降量时不同评判指标允许的拱顶最大沉降量(mm) 弹弹性模量性模量（GPa）泊松比泊松比凝聚力凝聚力（MPa）内摩擦角内摩擦角（）5.010.00.250.300.61.535451.05.00.300.350.10.630350.31.00.350.450.050.12030返回岩石力学-9围岩稳定 核军事工业也产生高放废物核军事工业也产生高放废物1945年年8月月6日日: 轰炸广轰炸广岛岛1964年年10月月16日日: 中国中国第一颗原子弹爆炸第一颗原子弹爆炸岩石力学-9

45、围岩稳定中国的核电站已建成中国的核电站已建成9套，在建套，在建2套，套， 在在2020年前再建年前再建25套套大亚湾大亚湾岭澳岭澳秦山秦山1，2秦山秦山-3田湾田湾岩石力学-9围岩稳定高放废物处置的方法高放废物处置的方法 唯一可行的处置方案 深地质处置深地质处置岩石力学-9围岩稳定 地质处置库的特征地质处置库的特征 处置库是安全处置高放废物的矿山式地下工处置库是安全处置高放废物的矿山式地下工程，距地表程，距地表500-1000 500-1000 米深米深 由多重屏障组成由多重屏障组成, , 有效阻挡高放废物中放射有效阻挡高放废物中放射性核素的迁移，确保安全性核素的迁移，确保安全多重屏障之一：工

46、程屏障多重屏障之一：工程屏障废废物体、废物罐、物体、废物罐、外包装、和缓冲材料膨润土外包装、和缓冲材料膨润土多重屏障之二多重屏障之二: : 天然屏障天然屏障经过精心选择的经过精心选择的位于稳定地质体中的岩石位于稳定地质体中的岩石, ,如花岗岩、粘土岩如花岗岩、粘土岩等等岩石力学-9围岩稳定 高放废物地质处置：科学挑战高放废物地质处置：科学挑战 处置库中的废物：处置库中的废物：放射性强放射性强毒性大毒性大半衰期长半衰期长处置库的寿命至少要达到处置库的寿命至少要达到1 1万年。这一要求是万年。这一要求是 目前任何工程所没有的。目前任何工程所没有的。 并且要求有科学、可信的手段评价处置库是并且要求有

47、科学、可信的手段评价处置库是 安全的安全的岩石力学-9围岩稳定 地质处置：地质学难题地质处置：地质学难题1 1. .处置库场址地质演化的预测处置库场址地质演化的预测2.2.深部地质环境的特点和演化深部地质环境的特点和演化3.3.地质处置库多因素耦合条件下（中高温、高压、地地质处置库多因素耦合条件下（中高温、高压、地壳应力、还原条件、水流作用和化学作用）深部岩壳应力、还原条件、水流作用和化学作用）深部岩石和岩体的行为石和岩体的行为4.4.地质处置库多因素耦合条件下材料的行为：缓冲回地质处置库多因素耦合条件下材料的行为：缓冲回填材料填材料膨润土等材料的行为膨润土等材料的行为5.5.深部地质环境下放

48、射性核素（主要是超铀核素）的深部地质环境下放射性核素（主要是超铀核素）的地球化学行为地球化学行为 6. 6. 各种因素对处置系统的影响各种因素对处置系统的影响7. 7. 地质处置系统的性能评价方法及计算机仿真地质处置系统的性能评价方法及计算机仿真岩石力学-9围岩稳定HUMBOLDTCOUNTYPERSHINGCOUNTYELKOCOUNTYWHITE PINECOUNTYNYECOUNTYLANDERCOUNTYEUREKACOUNTYCHURCHILLCOUNTYWASHOECOUNTYMINERALCOUNTYSTOREYLYONDOUGLASESMERALDACOUNTYLINCOLNC

49、OUNTYCLARKCOUNTYLASVEGASINYO COUNTYCALIFORNIANELLISAIR FORCERANGENVTESTSITEYUCCAMOUNTAIN100 miles northwest of Las VegasLocated on western boundary of the Nevada Test Site, a DOE facilityLocation of Yucca Mountain, Nevada岩石力学-9围岩稳定 高放废物地质处置：美国进展高放废物地质处置：美国进展 岩石力学-9围岩稳定人文、政治人文、政治、经济、经济、旅游资源、旅游资源、地震与地

50、质地震与地质地壳稳定性地壳稳定性地球化学地球化学核设施布局核设施布局大地构造大地构造未来自然变化趋势未来自然变化趋势运输条件运输条件自然资源自然资源初步选址初步选址甘肃北山甘肃北山（100 Km2）地质体的地质、水文、地震、岩性、力学分析、地质体的地质、水文、地震、岩性、力学分析、断裂构造和裂隙、地球化学、气候及气象断裂构造和裂隙、地球化学、气候及气象深部地下储存库稳定性深部地下储存库稳定性地下试验室研究地下试验室研究岩石力学岩石力学与工程与工程储存场址的建议储存场址的建议人大审批人大审批甘肃北山甘肃北山10 Km2 建库建库岩石力学-9围岩稳定具有历史意义的甘肃北山具有历史意义的甘肃北山1号

51、孔开工典礼号孔开工典礼（2000/07/08，18:00）返回岩石力学-9围岩稳定（一）数值分析方法的分类在岩石力学有关领域的数值分析方法应用中，主要使用的方法为有限元法，边界单元，离散单元法，拉格朗日单元法及块体理论等（二）有限元法原理及其应用要点原理：通过变分原理（或加权余量法）和分区插值的离散化处理把基本支配方程转化为线性代数方程，把待解域内的连续函数转化为求解有限个离散点（节点）处的场函数值。9. 数值计算方法及新进展简介数值计算方法及新进展简介岩石力学-9围岩稳定p应用要点： .正确划分计算范围与边界条件 2.正确输入岩体参数及初始地应力场 3.采用特殊单元来考虑岩体的非连续性和边界

52、效应（三）岩石力学问题的其他数值分析方法1.1.边界单元法边界单元法 有限元法是对问题的微分近似表达式给出了精确解，它实质上属于微分法。岩石力学-9围岩稳定 与微分法相对应的是积分法，积分法所涉及的边界可包围整个问题域，而数值分析的离散化仅在边界上近似。下图表示了在外部问题模拟时微分法与积分法之间的区别。岩石力学-9围岩稳定2.2.离散单元法离散单元法 离散单元法完全强调岩体的非连续性。它认为，岩体中的各离散单元，在初始应力作用下各块体保持平衡。岩体被表面或内部开挖以后，一部分岩体就存在不平衡力，离散单元法对计算域内的每个块体所受的四周作用力及自重进行不平衡计算，并采用牛顿运动定律确定该岩块内

53、不平衡力引起的速度和位移。反复逐个岩块进行类似计算，最终确定岩体在已知荷载作用下是否将破坏或计算出最终稳定体系的累计位移。岩石力学-9围岩稳定 离散单元法算例：研究地下煤层开挖引起冒落和岩层移动，研究冒落带深度与节理间距的关系。岩石力学-9围岩稳定 3.3.块体理论块体理论 块体理论就是针对个性各异的岩体中具有结构面这一共性，根据集合论柘朴学原理，运用矢量分析和全空间赤平投影图形方法，构造出可能有的一切块体类型，进而将这些块体和开挖面的关系分成可移动块体和不可移动块体，对几何可移动块体在按力学条件分为稳定块体、潜在关键块体、关键块体。 此外，在计算方法上，还有半解析法、加权残余法以及松弛法中的

54、经松弛法以及上述方法的耦合应用。岩石力学-9围岩稳定p例子岩石力学-9围岩稳定五、位移反分析法在岩体力学中的应用五、位移反分析法在岩体力学中的应用1.位移反分析法：在岩体工程施工开挖过程中，通过测量位移、应变或应力，来确定岩体的初始地应力或岩体力学参数。2.应用 反问题法不仅是参数估计，它的进一步推广应用是工程预测和险情预报、反馈动态设计、调整施工方案以及可靠度评价等六、新的数学计算方法和软科学在岩石力学中的应用六、新的数学计算方法和软科学在岩石力学中的应用岩石力学-9围岩稳定1.1.分形几何及其在岩石力学中的应用分形几何及其在岩石力学中的应用 分形几何是近十年来发展起来的研究非线性现象和图形

55、不规律性的理论和方法，它在处理岩石断裂形貌、岩石破碎、岩体结构、岩石颗粒特征等过去认为难以解决的复杂问题，得到了一系列准确的解释和定量结果。下面图表是分形几何在岩体结构的分维中的应用。岩石力学-9围岩稳定 岩石力学-9围岩稳定2.统计岩石力学3.系统分析、控制论等软科学在岩石力学与工程中的应用4.人工智能与专家系统在岩石力学中的应用岩石力学-9围岩稳定岩石力学-9围岩稳定8.1 围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析 围岩围岩：坑道周围发生应力重新分布的岩体称为围岩。：坑道周围发生应力重新分布的岩体称为围岩。 次生应力状态次生应力状态（二次应力状态）（二次应力状态）：

56、原岩因受开挖扰动，其应力重：原岩因受开挖扰动，其应力重新分布，围岩中重新分布后的应力状态，称为次生应力状态，或新分布，围岩中重新分布后的应力状态，称为次生应力状态，或二次应力状态。二次应力状态。 基本假定基本假定：岩体为均质、连续和各向同性的介质。：岩体为均质、连续和各向同性的介质。 研究围岩应力状态的方法研究围岩应力状态的方法：将巷道和围岩视为无重量的有孔平板：将巷道和围岩视为无重量的有孔平板的平面应变问题。平板所受到的外力即为原岩应力。的平面应变问题。平板所受到的外力即为原岩应力。岩石力学-9围岩稳定1、圆形坑道围岩应力分布、圆形坑道围岩应力分布 当当r=a，坑道周边应力为：，坑道周边应力

57、为： 当当r时，坑道原岩应力为：时，坑道原岩应力为： 圆形坑道开挖应力扰动范围为坑道半径的圆形坑道开挖应力扰动范围为坑道半径的35倍。倍。 8.1 围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析岩石力学-9围岩稳定 2、椭圆形坑道周边应力分布、椭圆形坑道周边应力分布 由由(c),(f)可得：可得： 满足上式的轴比叫等应力轴比。在等应力轴比的条件下，椭满足上式的轴比叫等应力轴比。在等应力轴比的条件下，椭圆形坑道顶底板中点和两帮中点的切向应力相等，周边应力分布圆形坑道顶底板中点和两帮中点的切向应力相等，周边应力分布比较均匀。比较均匀。 可见，在原岩应力可见，在原岩应力(p,p）一

58、定的条件下，）一定的条件下，随轴比随轴比m而变化。而变化。为了获得合理的应力分布，可通过调整轴比为了获得合理的应力分布，可通过调整轴比m来实现。来实现。8.1 围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析围岩与衬砌应力分布的弹性力学分析岩石力学-9围岩稳定 8.2 弹塑性力学分析法弹塑性力学分析法围岩应力的变化规律及其分布状态围岩应力的变化规律及其分布状态 根据围岩应力分布状态，可将坑道周围岩体分为根据围岩应力分布状态，可将坑道周围岩体分为4个区域：个区域： 1、应力松弛区、应力松弛区 2、塑性强化区、塑性强化区 3、弹性区、弹性区 4、原岩应力区、原岩应力区岩石力学-9围岩稳定一、围岩压力的基本概念一、

59、围岩压力的基本概念p狭义围岩压力：围岩作用于支护上的压力。（围岩和支护被看成独立的两个体系）p广义围岩压力：支护与围岩是一个共同体，二次应力的全部作用力视为围岩压力。p 1 1、松动压力松动压力：松动脱落围岩，作用在支护上的岩体的自重荷载（自然拱、掉块，）及时支护减小松动范围、控制松动区发展。2 2、变形压力变形压力 阻止围岩塑性变形时，作用在支护上的压力。3 3、冲击压力冲击压力：岩体中的能量突然释放（岩爆）所形成的压力。4 4、膨胀压力膨胀压力：围岩膨胀所形成的压力p只有松动压力和塑性变形压能够计算。 8.3 围岩压力围岩压力岩石力学-9围岩稳定 围岩应力分布的共同特点围岩应力分布的共同特

60、点 （1）无论坑道断面形状如何，周边附近应力集中系数最大，远离无论坑道断面形状如何，周边附近应力集中系数最大，远离周边，应力集中程度逐渐减小，在距巷道中心为周边，应力集中程度逐渐减小，在距巷道中心为35倍坑道半径倍坑道半径处，围岩应力趋近于与原岩应力相等。处，围岩应力趋近于与原岩应力相等。 （2）坑道围岩应力受侧应力系数坑道围岩应力受侧应力系数 、坑道断面轴比的影响，一般、坑道断面轴比的影响，一般说来，坑道断面长轴平行于原岩最大主应力方向时，能获得较好说来，坑道断面长轴平行于原岩最大主应力方向时，能获得较好的围岩应力分布；而当坑道断面长轴与短轴之比等于长轴方向原的围岩应力分布；而当坑道断面长轴

61、与短轴之比等于长轴方向原岩最大主应力与短轴方向原岩应力之比时，坑道围岩应力分布最岩最大主应力与短轴方向原岩应力之比时，坑道围岩应力分布最理想。这时在巷道顶底板中点和两帮中点处切向应力相等，并且理想。这时在巷道顶底板中点和两帮中点处切向应力相等，并且不出现拉应力。不出现拉应力。 （3）坑道断面形状影响围岩应力分布的均匀性。通常平直边容易坑道断面形状影响围岩应力分布的均匀性。通常平直边容易出现拉应力，转角处产生较大剪应力集中，都不利于坑道的稳定。出现拉应力，转角处产生较大剪应力集中，都不利于坑道的稳定。 （4）坑道影响区随坑道半径的增大而增大，相应地应力集中区也坑道影响区随坑道半径的增大而增大，相

62、应地应力集中区也随坑道半径增大而增大。如果应力很高，在周边附近应力超过岩随坑道半径增大而增大。如果应力很高，在周边附近应力超过岩体承载能力而产生的破裂区半径也将较大。体承载能力而产生的破裂区半径也将较大。 （5）上述特征都是在假定坑道周边围岩完整的情况下才具备的。上述特征都是在假定坑道周边围岩完整的情况下才具备的。在采用爆破方法开挖的坑道中，由于爆破的松动和破坏作用，坑在采用爆破方法开挖的坑道中，由于爆破的松动和破坏作用，坑道周边往往不是应力集中区，而是应力降低区，此区域又叫爆破道周边往往不是应力集中区，而是应力降低区，此区域又叫爆破松动区。该区域的范围一般在松动区。该区域的范围一般在0.5 m左右。左右。 返回岩石力学-9围岩稳定