项目三围岩分级及围岩压力计算.ppt

项目二 围岩分级及围岩压力,任务一 围岩分级 任务二 围岩压力 任务三 围岩压力计算,Company Logo,,任务一 围岩分级,围岩是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体，或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体。 围岩稳定性则是指坑道开挖后围岩自身在不支护条件下的稳定程度。,Company Logo,,任务一 围岩分级,Company Logo,,1、以岩石强度或岩石的物理性质指标为代表的分类方法,隧道围岩分级,2、以岩体构造、岩性特征为代表的分类方法。,3、与地质勘探手段相联系的分级方法,4、组合多种因素的分级方法,任务一 围岩分级,Company Logo,,我国现行隧道围岩分级的方法： 1、围岩分级的基本因素 岩石按坚硬程度划分为极硬岩、硬岩、较软岩、软岩和极软岩类；按岩体完整程度划分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎等类。 2、我国隧道围岩基本分级 根据岩石坚硬程度和岩体完整程度将围岩分为级。,任务一 围岩分级,Company Logo,,3、围岩分级的影响因素及分级的修正 （）地下水 （）初始应力,任务一 围岩分级,Company Logo,,岩体初始应力状态,坑道开挖引起的围岩应力状态,岩体应力初始状态，是指隧道开挖前未扰动的岩体应力状态。初始应力主要考虑重力应力和构造应力。目前主要研究岩体重力所形成的应力场。,坑道开挖后，因为坑道内受力岩体移走，破坏了平衡状态，使坑道周围一定范围内岩体的应力状态发生了变化，同时围岩产生向开挖空间的位移，促使应力重新调整已达到新的平衡，这一现象称作围岩应力重分布。围岩应力中分布后的状态称为二次应力状态。,围岩压力是指隧道开挖后，围岩作用在隧道支护上的压力，是隧道支撑或衬砌结构的主要荷载之一。,任务二 围岩压力,围岩压力理论,Company Logo,,1、松动压力 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上的压力。,2、形变压力 是由于围岩变形受到与之密贴的支护如锚喷支护的抑制，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 当岩体具有吸水膨胀崩解的特征时，由于围岩吸水而膨胀崩解所引起的压力。,4、冲击压力 当在围岩中积累了大量的弹性变形能之后，在开挖时，隧道由于围岩的约束被解除，被积累的弹性变形能会突然释放，引起岩块抛射所产生的压力。,任务二 围岩压力,Company Logo,,任务三 围岩压力计算,确定围岩压力的松动压力有三种：现场实地测量法；理论公式计算法；统计法。 一、深埋隧道围岩松动压力的确定方法 1、围岩垂直均布松动压力的确定 q=0.452s-1 2、围岩水平均布松动压力,Company Logo,,例某隧道穿越级围岩，其开挖尺寸：净宽7.4m，净高8.8m，围岩的天然重力密度=21kN/m3，试确定围岩的松动压力值。 解：（1）验算坑道的高度与跨度之比： Ht/B=8.8/7.4=1.21.7 （2）围岩垂直均布松动压力q值： 因B=7.45.0，故i=0.1， =1+0.1（7.4-5.0）=1.24 则q=0.4524-1211.24=0.094（MPa） （3）围岩水平均布松动压力e： e=（1/6-1/3）0.094=0.016-0.031（MPa）,任务三 围岩压力计算,Company Logo,,二、浅埋隧道围岩松动压力的确定方法 1、深、浅埋隧道的判定原则 Hp=（22.5）hq 当隧道覆盖层厚度HHp时为深埋， HHp时为浅埋。 2、浅埋隧道围岩松动压力的确定方法 计算浅埋隧道围岩松动压力分两种情况： （1）当隧道埋深小于或等于等效荷载高度 （2）当隧道埋置深度大于等效荷载高度,任务三 围岩压力计算,Company Logo,,（1）作业：计划在地面以下12m处修建一条隧道，此隧道穿越级围岩，并且经常有地下水渗出，其开挖尺寸为：净宽4.88m，净高6.0m，围岩的天然重力密度21kN/m3，试确定围岩的松动压力值。 1、围岩修正；2、判断深浅埋；3、验算高跨比；4、计算q；5、计算e。,任务三 围岩压力计算,Company Logo,,解：围岩修正 已知隧道穿越级围岩，并经常有地下水渗出，所以修正为级围岩，s=4； 判断深、浅埋隧道 已知B5，所以i=0.2， =1+i（）0.976 hq=0.4526-s =1.7568m Hp= （22.5）hq=3.5136 4.392m 12m Hp，所以此隧道为深埋隧道。 验算高跨比 Ht/B=6/4.88=1.231.7，所以可以采用 （）式计算。 计算围岩垂直均布松动压力值，为 q=0.452s-1 =0.074MPa 计算围岩水平均布松动压力值，为 e= （1/61/3）q=0.012 0.024MPa,任务三 围岩压力计算,Company Logo,,（1）对于隧道在穿越分水岭时，应如何选择位置？ （2）隧道洞口选择应遵循哪些原则？ （3）围岩稳定性的定义，具体分为哪几类，详细说明。 （4）对于铁路隧道和公路隧道，他们的净空有何不同，具体说明。 （5）两个单线隧道与一个双线隧道相比的优缺点？ （6）隧道中单坡形与人字坡形的优缺点？,思考：,Company Logo,www.