隧道围岩分级ppt课件

隧道围岩分级,岩体基本性质,隧道围岩分级,隧道工程SUIDAOGONGCHENG,隧道围岩指隧道周围一定范围内，对隧道稳定性能产生影响的岩（土）体。说明：隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩(土)体。围岩既指岩体也指土体。隧道围岩分级是正确进行隧道设计计算及施工组织的基础。,围岩的工程性质物理工程性质水理力学岩石与岩体的区别：岩石：均质、连续、各向同性岩体：非均质、不连续、各向异性,岩石与岩体有很大差别。概括来说，天然岩体与实验室内制作的岩石试件（岩石）有显著不同：（1）岩体赋存于一定地质环境之中，地应力，地温，地下水等因素对其物理力学性质有很大影响，而岩石试件只是为实验室实验而加工的岩块，已完全脱离了原有的地质环境。（2）岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程，其中存在着各种地质构造和弱面，如不整合，褶皱，断层，节理，裂隙等等。（3）一定数量的岩石组成岩体，且岩体无特定的自然边界，只能根据解决问题的需要来圈定范围。根据上述特征，将岩体定义为地质体的一部分，并且是由处于一定地质环境中的各种岩性和结构特征岩石所组成的集合体，也可以看成是由结构面所包围的结构体和结构面共同组成的。,围岩的稳定性,研究围岩稳定性的意义围岩的稳定性：隧道开挖后，在不支护条件下围岩的稳定性。问题：什么是隧道工程的头等大事？研究围岩的稳定性，如何促使围岩稳定。,围岩级别的工程作用：判断围岩稳定性。判断施工难易程度，投资依据。结构分析计算的依据,地质因素客观因素人为因素主观因素、工程因素,影响围岩稳定性的因素,1、地质因素从5个方面来分析：岩体结构特征结构面性质和空间的组合岩石的力学性质地下水的影响围岩的初始应力状态,岩体结构特征指岩体的破碎程度或完整状态。破碎程度：裂隙率、裂隙间距。裂隙是广义的：包括层理、节理、断裂及夹层等结构面。完整状态：整块状、大块状等。按这2个指标有下图：,结构面性质和空间组合性质1)结构面的成因；2)结构面的光滑程度；3)结构面的物质组成；4)结构面的规模；5)结构面的密集度。空间组合指结构面的相互位置状态。问题：软弱结构面有怎样的害处？什么是不利空间组合？,张家界图,节理较发育,岩石的力学性质主要指岩石的单轴饱和极限抗压强度Rb。岩石强度越高，隧道越稳定。,(4)围岩的初应力状态初始应力是隧道围岩变形、破坏的根本作用力。已初步将初始应力考虑进围岩分级之中。在高的初始应力场条件下，围岩级别应适当降低。,地下水的影响软化围岩；减少层间摩阻力促使岩块滑动；具膨胀性的围岩，遇水后产生膨胀等。,2、人为因素隧道形状和尺寸支护结构类型施工方法,超挖,60,坚硬岩,硬质石,代表性岩石,定性鉴定,Rc/MPa,名称,表4-8岩石坚硬程度划分表,1)全风化的各种岩石；2)各种半成岩,锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，手可捏碎；浸水后可捏成团,35,3,裂隙块状或中厚层结构,节理、裂隙、层面、小断层,差,1.00.4,23,1020,0.550.35,较破碎,块状结构,好或一般,1.00.4,23,块状或巨厚层状结构,节理、裂隙、层面,差,1.0,12,310,0.750.55,较完整,整体状或巨厚层结构,节理、裂隙、层面,好或一般,1.0,12,0.75,完整,平均间距/m,组数,相应结构类型,主要结构面类型,主要结构面的结合程度,结构面发育程度,Jv/(条/m3),Kv,名称,表4-9岩体完整程度划分表,注：平均间距指主要结构面（1-2组）间距的平均值；结构类型划分见表4-2。,3.围岩基本质量指标,围岩基本质量指标BQ应根据分级因素的定量指标Rc值和Kv值按下式计算：,BQ=90+3Rc+250Kv,(4-22),当Rc90Kv+30时，以Rc=90Kv+30和Kv代入式(4-22)计算BQ值；当Kv0.04Rc+0.4时，以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入式(4-22)计算BQ值。,当隧道围岩处于高地应力区或围岩稳定性受软弱结构面影响，且由一组起控制作用或有地下水作用时，应对岩体基本质量指标BQ进行修正，修正值BQ按下式计算：,BQ=BQ100（K1+K2+K3）,(4-23),式中,K1地下水影响修正系数；K2主要软弱结构面产状影响修正系数；K3初始应力状态影响修正系数。,K1、K2、K3值可分别按表4-104-12确定，无表中所列情况时，修正系数取0。,表4-10地下水影响修正系数K1,1.0,0.70.9,0.40.6,0.2,淋雨状或涌流状出水，水压0.1MPa或单位出水量10L/(minm),0.70.9,0.40.6,0.20.3,0.1,淋雨状或涌流状出水，水压60，结构面倾角75,结构面走向与洞轴线夹角30，结构面倾角3075,结构面产状及其与洞轴线的组合关系,0.51.0,0.51.0,0.5,0.5,0.5,高应力区,1.01.5,1.01.5,1.01.5,1.0,1.0,极高应力区,550,初始应力状态,表4-11主要软弱结构面产状影响修正系数K2,表4-12初始应力状态影响修正系数K3,注：初始应力状态根据表4-13判断。,BQ,47,1)硬质岩：开挖过程中可能出现岩爆，洞壁岩体有剥离和掉块现象，新生裂缝较多，成洞性差；2)软质岩：岩芯时有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体位移显著，持续时间较长，成洞性差,高应力,100m3。,例题一、某工程中的岩体定量指标如下：1、单轴饱和抗压强度Rc=62MPa；2、岩石的弹性波速度为4200m/s；3、岩体的弹性波速度为2400m/s；4、岩体所处地应力场中与工程主轴线垂直的最大主应力为9.5MPa；5、岩体中主要结构面倾角20度，岩体处于潮湿状态。该岩体的级别为（）,例题二、某工程中的岩体定量指标如下：1、单轴饱和抗压强度Rc=68MPa；2、岩石的弹性波速度为5.6km/s；3、岩体的弹性波速度为4.2km/s；4、岩体所处地应力场中与工程主轴线垂直的最大主应力为10MPa；5、岩体中主要结构面倾角60度，岩体处于干