围岩压力与控制

1围岩与支护的相互作用

2围岩压力分类3影响围岩压力的因素4松动压力的计算围岩特性曲线的计算岩石地下工程稳定与围岩控制岩石地下工程监测围岩压力与控制

1围岩与支护的相互作用

支护压力径向变形Pmin围岩特性曲线支护反力曲线支护压力径向变形支护刚度对隧洞变形的影响支护压力径向变形支护时间对隧洞变形的影响围岩变形规律——支架反力越小，围岩变形越大，直至塌方。支架变形特性——围岩施加于支架的压力越大，支架变形越大，直至破坏。支架反力与围岩变形压力相等时，围岩变形将不再发展，此时整个系统处于平衡状态。支架上的压力与地面建筑上的负荷不同，它不是一个定值，而是一个变值。它不仅与围岩性质有关，而且还与支架性质有关。1围岩与支护的相互作用2

围岩压力分类3影响围岩压力的因素4松动压力的计算围岩特性曲线的计算岩石地下工程稳定与围岩控制岩石地下工程监测围岩压力与控制

2围岩压力分类

围岩压力——引起地下开挖空间周围岩体和支护变形、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总作用力。

围岩压力显现——由围岩压力引起的围岩与支护的变形、流动和破坏等现象。围岩压力分类常用的分类：松动压力变形压力冲击压力膨胀压力2.1松动压力松动压力——由于开挖而松动或塌落的岩体以重力形式直接作用在支护上的压力。松动压力作用形式：在整体稳定的岩体中，可能出现个别松动掉块的岩石对支护造成的落石压力；在松散软弱的岩体中，隧洞顶部和两侧片帮冒落对支护造成的散体压力；在节理发育的裂隙岩体中，围岩某些部位的岩体沿弱面发生剪切破坏或拉坏，形成了局部塌落的松动压力。影响因素：围岩地质条件、岩体破碎程度、开挖施工方法、爆破作用、支护设置早晚、回填密实程度、洞形和支护形式等。2.2变形压力定义：由于围岩变形受到支护的抑制而产生的压力，除与围岩应力有关外，还与支护时间和支护刚度等有关。

种类：弹性变形压力、塑性变形压力、流变压力2.3膨胀压力由于围岩膨胀崩解而引起的压力称为膨胀压力。膨胀压力与变形压力的基本区别在于它是由吸水膨胀引起的。

2.4冲击压力冲击压力是在围岩积累了大量的弹性变形能之后突然释放出来时所产生的压力。1围岩与支护的相互作用2围岩压力分类3影响围岩压力的因素4松动压力的计算围岩特性曲线的计算岩石地下工程稳定与围岩控制岩石地下工程监测围岩压力与控制

3影响围岩压力的因素

3.1地质因素1原岩应力状态2岩石力学性质3岩体结构4岩石组成及其物理化学性质3.2工程因素1开挖方法2支护设置时间3隧洞形状和轴比1围岩与支护的相互作用2围岩压力分类3影响围岩压力的因素4松动压力的计算围岩特性曲线的计算岩石地下工程稳定与围岩控制岩石地下工程监测围岩压力与控制

4松动压力的计算

产生松动压力的岩体类型：1)松散岩体——用两大类方法计算2)裂隙岩体——按块体的极限平衡方法计算

4.1基于洞顶上面松散岩体应力传递的计算方法

假定：开挖后由于洞顶下沉及下沉岩柱两侧摩擦力的存在，使洞顶岩体卸载，而两侧岩层加载。1岩柱理论适用于埋置深度极浅的隧洞，或采用明挖法施工的隧洞。上式计算出的围岩压力与隧洞跨度大小无关，而仅与隧洞埋置深度有关，不够合理。考虑到隧洞两侧的岩体也可能下滑，需将可能滑动的岩柱宽度比隧洞宽度适当增大。作用在隧洞支护上的围岩压力等于岩柱JKHG的重量减去两侧滑动面上的摩擦力和粘聚力。作用名在岩迟柱侧罢面距鹿地面谈深度z处的甩夹制钻力（副摩擦这力和放粘聚轧力）退为ez——悟距地尖面深蚕度z处的链主动喜土压赔力按朗摔肯公啄式岩柱能侧面佛的总蚕夹制米力：作用哪在隧崇洞顶贯部的帖围岩僵压力p最大减围岩良压力祸的埋钉置深庸度H尺ma构x上式达的使栋用条畏件2捷太沙刊基公功式基本末假定代:隧洞浅开挖椒后，袋岩体售将沿疏OA社C面己滑动烈，作为用在绒隧洞傲顶部防的压尝力等体于滑珠动岩窄体的跨重量案减去略滑移使面上雨摩擦迎力的固垂直须分量晴。滑脆动体讨中任隶意水讯平面蒸上的协垂直惹压力差为均欺匀分敞布。由垂溜直方苏向平宰衡条聋件得简化虏成边界徒条件碎：z=0z=夫H解上昂述方亦程，敲得：——喘围岩笨容重页；——季静止状侧压期力系瓦数，攻太沙霉基取q——路地面县荷载借；太沙筒基公虾式的孟适用殿范围园：脂浅埋泪隧洞4.砌2羽基于斩有界步破裂猎曲面织的计含算方揪法这种疤方法辩是将驻破裂驴区内嘴的岩垂体自昌重作轨为隧筝洞支稿护上眼的荷粮载。兔为了难确定雄破裂平区的劳范围灯，必绍须首滔先对蠢破裂可区的求边界抽线作醉出假陈定。普氏平法假廊设开挖坍塌羽形成材自然礼拱两侧叶崩塌崩落士拱若及饶时支灯护，倚顶部睁的破衰坏则亭介于谁自然晒拱和肠塌落辣拱之恰间，碑破坏努拱以珠内的届岩石摄自重咬即为伪作用来在隧闸洞支壶护上廉的围益岩压绍力。假定蛇压力狱拱形催状为痰二次毙抛物犹线形鹊，压嫁力拱悲高h1按经求验确窑定，甩它取杀决于誉隧洞嫌跨度重和岩铃石性聪质。f为岩速石坚扣固性海系数绵，又称懒普氏荣系数宏。围岩僻压力4.宴3坑侧向酒围岩菠压力齐的计穗算浅埋驻隧洞深埋春隧洞满足键此条校件时岩为深当埋a1为压走力拱济的半政跨h1为压包力拱溜的高隔度1役围售岩与摆支护基的相读互作折用2矛围恭岩压豪力分宾类3皂影筹响围炎岩压碍力的故因素4弊松区动压框力的枝计算围岩肾特性廊曲线容的计茫算岩石扰地下桶工程描稳定孩与围哈岩控爪制岩石土地下烤工程束监测围岩盏压力队与控雾制5扶围岩风特性按曲线老的计华算对于光圆形考隧洞方，当预侧压凉系数打为1辨时，策可采弯用下何述公胶式计剧算。烦弹性考变形歉阶段跃：塑性弦变形糊阶段但：岩体弯为理性想弹谊塑性亡介质裹，并弟满足宣莫尔—库仑厚强度奥准则您时岩体厅具有肠残余河强度列，并东满足Ho毕ek-B幻玉ro边wn强度拜准则培时若则会沫出现抄破坏砖区。破坏偿区半窗径洞壁语径向车位移其中1子围举岩与染支护暖的相企互作梅用2扭围怎岩压叨力分啦类3容影样响围醉岩压旨力的淋因素4荐松合动压浊力的匆计算围岩疾特性刃曲线思的计辞算岩石虽地下逃工程压稳定矩与围逮岩控肝制岩石筐地下辆工程觉监测围岩您压力疏与控锣制6袖岩石赌地下夏工程根稳定铁与围狡岩控低制6.热1驾维护错岩石胖地下病工程纺稳定丧的基息本原啦则1揉合同理利生用和酒充分若发挥耐岩体袍的强之度（1盖）岩熔石性送质好缓坏是观影响想稳定孝最根屋本、奥最重统要的虾因素候，因撇此，微在充赌分比惕较施台工和兰维护说稳定两两方刘面经值济合我理的判基础导上，室尽量穗将工鸭程位业置设害计在哑岩性坚较好取的地妇层中配。（2灶）避塔免岩隙石强银度的筒损坏嫩。尽条可能罩降低链爆破蝇对岩轻石强窜度的满影响脉，有识条件螺尽量杀采用晓TB拳M；明及时租封闭倡岩石双，防惰止软钻化、浙风化绿。（3痕）充窑分发竹挥岩艘体自白身承夹载能卷力。靠在许皂可范察围内艰，适恨当增秃加围夺岩变岛形，与使其朵承受漏更多顶的地巡寿层压衡力，厦减少袜支护吊的强降度和繁刚度晚。（4殃）加甚固岩备体，漫当岩它体质念量较步差时拉，可戚采用顶锚固弓、注弹浆等呈方法趁加固头岩体泥，提蚀高岩屈体的刘强度逮和承义载能献力。2相改善僚围岩唤的应齐力条批件（1篇）选瓦择合艳理的茅地下航空间乖断面松形状茅和尺敲寸，拿尽量黎使围轧岩承群受均愤匀压息应力葛的作感用，蔬避免竭应力有集中俯。（2身）选斗择合豪理的磁位置控和方轻向，扇尽可妖能避乒开构肝造复狼杂地蚊带，狗避免容洞室膝轴向突与最居大地执应力炉方向简垂直犹。（3裤）采奶取一塘定的纱卸压完措施鼻，通绢过松押动爆宾破、摄开挖主专门搏卸压误洞室死、增拾加变秩形自艰由面稼等改扎善围谱岩应塘力。3其合理奇支护包括烂支护溜的形持式、货支护粥刚度垂、支咳护时斯间、陡支护夕受力无情况敌等。4龄加强侍监测报和信嚷息反满馈6.查2悼支颈护分洽类与氏围岩孕加固普通斯支护幻玉——申在围孝岩外帝部设告置支倍撑和贸维护滨结构肠。包祖括刚夕性支侵护和喇可缩罗性支出护。锚喷喇支护隙——应置入粱岩体坐内部窜对围劈燕岩起成到加清固稳宪定作页用。围岩烧加固无常用鞋方法草就是湿注浆适。锚际喷支极护也吸可以英看作茅是一艰种加雅固岩坊体的捞方法肃。1钞普通肤支护（1裳）选涂材选召型普通赚刚性胜支护听通常苹有料桌石砌更碹、奶模注牺混凝忧土、导金属诱支架皇、木祥支架粥、混极凝土务预制抬件等污形式职。一饥般根羡据地洁下空默间服貌务年雀限、恳重要蓄程度辉、围执岩自吐身稳撑定状掌况和川断面镇形状傍等因跌素进浓行选收择。（2身）支垂护设枕计结构统力学寄方法渴——犬确定晕结构飞承受产的外权部载命荷，扛并考掘虑一灵定的温富裕辩系数笨，用依解析藏法或洁数值岂法计戴算结肢构内竹力，海根据唤内力后大小奋决定骆所用悼材质闲和构喇件尺杜寸。现代球支护多理论旨方法滥——因视支收护结做构与碎围岩异为共黎同承融载体崭，通资过建宏立数弄值模俗型，芬同时咳考虑通围岩易性质膜、断挑面形状、溪开挖判效应丽、支卡护时递间等吵复杂谋因素释，进剥行模雅拟计棉算，射在此冷基础馒上确址定支砍护结国构参早数的借设计拘方法面。（3飞）围笛岩抗连力围岩属抗力铺是指订支护节结构鉴变形莲挤压封围岩乱时，榴围岩卡对支彻护结镰构的韵作用臣力。滑该作刚用力孙是被吼动产气生的数、局咏部的恢，大第小可蔬根据妹Wi百nk盾le甩r假乌定来溉确定拳。（4卵）可启缩性宏支护适用邪于地笼层压腊力较疤大、纱一定拿时间冷内变孝形不剥能收励敛的体地下助隧道岗或巷喉道。姓其特慨点是窜当地构层压粒力大务于支防架提镜供的容最大带支护他力时六，支筛架退慢让，肌但支符护力木不变责。2撞锚喷讨支护锚杆全和喷吵射混拖凝土绒联合总支护姜简称具锚喷愚支护糕。（1纸）锚辫杆的咳结构恳类型按锚丛固形黄式有犁机械加式（揪倒楔柱式、锹涨壳坚式等涂）和粒粘结谷式（摩水泥瞧砂浆钞、水寄泥药引卷、靠树脂仅药卷愁）两促种。按杆你体材查料有请金属挥的（竖空心殃的、谊实体敬的、卫管缝访式等链）、妙竹木从的、厌化纤判的。按锚欧固段术长短析有全率长锚作固和凑局部花锚固急。按杆央体变两形有顶刚性瘦的和灿可缩季性的粱。按安绕装方膨式有毁先钻艘孔后算装锚滨杆和杨钻锚织一体雹（自荣进式疮锚杆冰）（2锣）锚绩杆作影用机废理和浅受力锚杆览作用膜机理膝比较程复杂回，目拜前主役要有恢悬吊漫作用在、组揪合粱显拱作挤用、已加固芒作用透（提早高围倦岩的倾C、酱φ值当）、拘减跨贩作用繁等学察说。锚杆朵受力灰亦比症较复承杂，妇主要嗓受拉到、剪恭作用寻。（3幅）锚弟杆参离数确毁定方娇法①签按怕单根叠锚杆摆的悬辟吊作智用锚杆圣长度锚杆盖直径重按承裁受1牺00痰kN线～2减00旧kN渔拉力垃，安储全系什数1篇.5祖～凶2.男0来鉴考虑减。②划考蹄虑整啦体作畜用的际锚杆休设计拱形销均匀贯压缩苦带原捏理设品计（途澳大田利亚轿亚历愤山大豪等人椒）根据率实验旅结果遣，锚范杆长觉度l与间搞距a之比洽分别猛为3从、2耳、1紧.3琴3时相，均疮匀压俗缩带列厚度t与锚讯杆长搅度l之比呜分别萝为2驰/3债、1组/3榆、1领/1冒0。设外划载荷归为p，则岂均匀踪蝶压缩浆带上氧的切呢向应践力和休径向疗应力援分别纳为σ1、σ2压缩弯带内条岩体及满足殖M-汪C准膊则，抄得——今洞室险半径裁。确定蹄锚杆曾参数沉具体四步骤隙：1）艘预选否锚杆贸长度l、直堆径d、间湾距a；2）果根据l、a、r0，确进定压栽缩带廊厚度t，计新算r1、r2；3）袋根据裕拉拔鲁试验忌确定Q；4）支计算萌塑性百区半狗径Rp，弹雄塑性顾交界耀面上懒的径处向应师力pb，继歉而计判算p；5）螺代入裳强度足准则去进行诵验算杨，若朗不满辩足，捐调整台锚杆殖参数点重复和进行赛验算杂，直惰到满柱足。（4秧）锚孩杆施苦工（5届）喷僵射混曲凝土具的特邮点和猫使用喷射抹混凝膀土有益两个俯支护洽特点复：一望是及膏时封嫩闭岩债面，昼隔绝部水、侮湿气挪和风搜化对垮岩体列强度敏的弱俘化；来二是液提供点一定逮的支除护力阁，尤衬其裂婚隙发饿育岩弱体，层喷射疫混凝听土进怜入裂录隙起让到稳瓦定围促岩作毫用。一次滔喷射复厚度晨一般比不超但过1勤5c炕m，高围岩轿变形鬼大时洁，可牺以采条用加关纤维牛混凝补土。3越锚索波支护4吨注浆沉加固丈支护1杠围提岩与任支护笛的相赠互作砖用2喘围箩岩压炮力分考类3弄影犹响围兴岩压生力的冻因素4胶松致动压秃力的拼计算围岩贞特性街曲线前的计凯算岩石达地下盆工程蕉稳定猾与围咏岩控掠制岩石侍地下该工程宏监测围岩猪压力桶与控落制7斑岩石禾地下害工程耽监测对岩草石地耳下工尾程稳乱定性表进行淘监测壁与预议报，杯是保向证工谊程设岗计、气施工每科学嫌合理健和安惧全生狐产的晒重要可措施动，通任过监晃测分望析，显及时井了解单围岩叛和支拖护结丘构的锤变形并和受颠力情未况，送以便寒及时坦调整呢支护带参数雨和施难工方削案。7.伟1躁围均岩变捷形与仁位移丘监测1狂围岩影表面锅位移袖量测以隧湿道为当例，窜围岩谋表面干位移宁即隧窗道开芳挖轮态廓线京上岩坑体的庄变位策，主集要量专测拱清顶下揪沉和锯水平仆收敛泥。JS喉S3长0A滔—2坑0m款型收鞋敛计姿（数爷显式乌）精度遮：0钉.0犯1m套mDS贯Z2型精密水侄准仪FS兵1平腾板测微近器精度景：0.揭01笼mm2移围岩司内部彼位移引量测通过史多点戚位移鲁计，忘量测渣不同砌深度拦点相恨对不雅动点椅的位漏移。1虾锚杆腰内力A、牛分离好式隧辫道7.兔2墙支洽护结掌构受哥力量捧测B、标连拱盼式隧涂道2姿锚杆衔拉拔ZY眉—3找0最大郊拉拔镇力3鹿00客KNXY问J—吩40.纪2M立Pa3布围岩孝压力A、井围岩永对初征期支伸护压瓜力XY往J—做40.喉2M柏PaB适初永期支票护与碧二衬敲之间言压力XJ聚G—梁2φ224督钢支段撑受炕力XJ调H—躁220著MP样a4玻混凝忙土内统应力A、粪喷射侍混凝直土内监应力XJ撞H—汗220悠MP渣aB、只二衬贤混凝首土内摧应力7.薄3窑数据贤处理1围岩栏变形惨与位盖移拱顶晴下沉允按以孤下公蒜式进帅行预你处理周边之位移辽按以扔下公滚式进屯行预钳处理然后佩采用图以下表的负岂指数直方程肯进行泡非线最性回坡归，以上博回归时采用Or惊ig寇in票6兵.0软件陪完成记。根据姨以下趟的边待值条刘件，悬可推贡断得尖出初红测前贼的累买计位斩移u0和时源间趋黎向无敌穷时毛的最卡大位世移uma踏x根据条上述盏公式顾可进茄一步西得到t=T（以镜天为妄单位说）时滨刻的哥位移康速度v和之隔前的肝累积锤位移析占最拌大推辱断位切移的楚百分悼比Iu2慨支护雕结构贯受力锚杆贪内力催和选招测项卧目均乎采用茂钢弦禾式传垒感器娇，原更始实馅测数肌据为精传感简器钢国弦震印动频活率，哈根据凝每个跳传感绘器出荒厂率亭定表耽，可丢按以你下公含式转悦换为打力或促应力K为率扬定系此数，f0为初役频（献Hz拦），f为实钻测频呼率（包Hz碎）7.耽4扣资料寻分析跌与反址馈隧道宵围岩纹周边军位移府是围音岩动晴态的残显著喷表现片，是弱判定嫩围岩惕稳定首性的卡最主暖要现限场量谷测项材目。纤根据店我国缺现行问公路低隧道谱施工补技术冲规范伞（JT垄J0舱42—94）规灰定，削隧道津周边辞允许干相对育位移扰值如友下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