地下工程围岩压力讲义

地下工程围岩压力讲义原岩应力初始应力的组成自重应力场和构造应力场

原岩应力的变化规律①地应力是个非稳定应力场②实测垂直应力基本上等于上覆岩体重力③水平应力一般大于垂直应力④侧压系数在浅部范围内随深度增加而增加，而在深部则随深度增加而减小。⑤两个水平应力并不相等确定原岩应力的方法（1）现场量测法ⅰ直接法。直接法是指岩体应力由测量仪器所记录的补偿应力、平衡应力或其他应力量直接决定，无需知道岩石的物理力学性质和应力——应变的关系。这类方法包括早期的扁千斤顶法、刚性圆柱应力计法以及后来的水压致裂法、声发射法等。其中水压致裂法是目前应用较为广泛的一种直接量测方法。地应力恢复法（groundstressrestorationmethod）是测量岩石绝对应力的一种方法。先在岩块表面上安装不同方向的三个应变计，记录它们的初读数；接着在岩块上掏槽，使槽长远大于槽宽，并使槽壁与岩块表面直交，再记录应变计的读数；最后，把扁千斤顶固装在槽内,并逐渐增加千斤顶内的油压，使之逐渐施压于槽壁，直至三个应变计恢复到未掏槽时的初读数为止，此时千斤顶施加于槽壁的压强即等于槽壁平面原有的法向应力。因扁千斤不能对槽壁施加张力和剪力，故此法只适用于测量主平面上的主应力。●直接夹量测松：主要捆采用盈压力席盒、牧压力领传感践器等拆，压怕力盒贝按工开作原泳理分养为机锐械作郑用式字、电奏测式板和液葬压式草等，赢目前草使用仅较多丛的是可钢弦添式压起力盒叙。ⅱ间接裁法。熔在间多接法没中，奸测试幅仪器文不是或直接戚记录衡应力最或应违力变里化值载，而浅是测涝量某来些与预应力欧有关绳的间徒接物外理量惠的变梦化，陕然后孟，根旺据己员知的插应力——应泊变母关沫系辜，驼由乏测锄得录的返间改接蜘物勺理独量颂，稼计由算贵出穗测菊点厦的容原钞岩成应提力轿值削。隔这年类高方孟法停有沃应辫力昆解押除肌法汽、中松紫弛捆应污变晃测治量骗法姻、填地彻球番物窜理钞方馒法联等悲。疲其煎中愿，应高力非解桨除同法是目吵前国律内外之应用迟最广辟泛的冬方法怨，也伶是目咸前唯大一能败够比御较准青确地健确定费岩体段中三材维应闹力状轧态的红方法并。地阶应穷力窃解腹除世法（g辽r蓄o宗u宪n册d与s跳t物r拼e链s枝s否r刺e胸l检i蝇e肺f丙m帝e末t劲h唇o晴d）闲又急称吓地胜应亲变功解拾除紫法御是淋目竞前旷常子用蛛的宋一叮种绝对惑地应汪力测免量方击法毙。姑它砖用认的冰测芝量亿元户件贴有坏许已多坛类脾型偶，乡丰如博电番阻态片乐型且、隆钢去弦伯型室和仪压秘磁冲电尿感划型煎等洞，毒而偿以娇压思磁迫电饶感琴型斜元晴件笨用贵得炼较恐多肠。双使缺用拜这瞎种费元漂件隶测器量劝地妖应炸力兆时磁，膝先骆在蔬被蛇测榴地速点绣钻恭一牲小龟孔助，部把体三队个候元局件罗放判进恼孔排内犹，车使小之接分厕别逗与蝴小奴孔砖的悦三吼个聪不扶同套方践向伪的裤直山径结取漏向煌一萝致盐；卧然串后青在启每罪个蜓元娱件票上元预糟加贴一烟定精的勇压役力牧，若同胸时顽记丝式录尊三井个灾元奏件读的伶电柳感相值昌；斜接党着森用荷套栏钻袜在挎小巨孔识四目周纸掏惠挖稻环克形镇圆船槽察，蒸使贿被莲测离点杠的纺岩茎石哲与率其拖周暴围蜂岩翁体倍分奋离坟，奔此即时饰再辆记丙录思三遥个猾元枕件贝的孩电兵感苗值输。雅根茄据唯两衔次盲电缘瑞感跳值笨的复差沈异荒，巾按偶一转定炭公刚式被，柳算摩出栽垂倾直膊于捕孔元轴睛的贫两移个宿主陆应阵力婶的业大旷小碗和炼方徒向爷。●间接糟量测盏：利侄用列量竭测惯隧锐道康衬气砌炮的欺应汉变采、佛变雁形突来畜推废算士作慢用膜在倦其冈上罚的绑围烟岩巧压机力葡的红方曲法橡，捏即衣间袖接庆量吃测只法甚。桃如文电谣阻汽应还变瓣片搏、使钢记筋妈应厅变砖计絮、沉遥植测遗应谦变抢计催、壶混沃凝据土掩应暴变温砖肺等（2）构留造应伟力场全地质笋力学探分析易法岩选体数中泛的怪一且切告构菠造垂形粥迹份，轻如圣岩冷层承倾逢斜味、滩褶脉曲炮、妄破妖裂喘和塔错唯动沿等留，嚼无判一政不阀是同岩接体击在欺地光应但力蜂作红用牺下宁形左成料的凑永关久肚变焦形抄的录形哗象魔，省是夕地匆壳诉构葬造职运西动换的巾力挤学每作波用锻的幸残子迹葡。凤因俊此闲。侨根昨据辆构煤造限形出迹悟可丙以桃宏挺观栗地该反壶推喂出挺地为应灰力破的趋性魔质胡和臣方附向收，舟这隔就宽是售地沿质企力矩学趋分崖析毕的必基姜本趁概召念谈。（3）构伯造应比力场爬的位辅移反笔演法构上造筒应双力课场污的赤反党演豪法浩是约根臂据事现翼场之实欢测旦位茫移勾来即反蔑推梨岩煤体陆应拾力雄场思的国方宏法矿。笼基容于寇此盈法拿，塔不袜仅如可凯以那反钞演飞原笑岩希应钳力阅场睛，段而属且骡还绍可续反券演优岩室体纪参训数蚀。ⅰ应脏力饲反善分摸析缠法端。畅该闲法偿是呜依佩据坦在守工析程骑区逆域维内言有渔限矿个转实棕测维应顶力宅值己，不建秀立丙相旨应价的茶数屯学伞力守学姐模再型输，赵推区求拨整雪个绘工店程享区舰域盲内风的浓初占始铃应璃力挣场麻；ⅱ位移锁反分喉析法恰。该董法是控基于怀现场恩量测确位移休来反走推系打统的柏力学芳特征歼及其卡地质迹背景押的初絮始参名数（辛即工恭程区满域内彩的力浑学特气征参它数、含初始羊地应裤力等卵）；ⅲ混合伏反分烛析法淹。反抵分析事所采摧用的杜信息苍既有势位移雕量测侨值，痰又有遇应力摔（或豪荷载诸）量云测值宵。1、围飘岩压尽力的身概念●围岩乐压力餐：是凭指鲜围傲岩抢作寨用袜在不支鸟护菜结浴构酸上夹的台压察力。●围切岩翠压乡丰力帆按护作独用陵力岔发睛生邮形健态判分容为专：⑴骆松散撤压力毒：是指豆由于射开挖猴而松再动或宁坍塌迹的岩尺体以匪重力暂形式旨直接扯作用岁在支灭护结叛构的统压力充。⑵蛙形凯变返压岩力限：是指留由于尺围岩略变形源受到搏与之剧密贴文的支耐护的乘抑制骂，而现使围材岩与选支护抹结构扣共同钓变形肉过程败中，布围岩庸对支冰护结候构施疲加的经接触喉压力证。⑶填膨胀罪压力爪：是指膛由于蛋围岩抵吸水缩慧而膨蛋胀崩因解所覆引起师的压再力。⑷漂冲击督压力发：是指浑围岩易中积领累了周大量擦的弹吓性变仿性能毅之后答，由敏于隧常道的幅开挖烛，围篮岩的帅约束打被解潜除，⑴松狮散吓压己力宏：常通魂过下孙列三迁种情美况发惊生：①咱在伪整页体镰稳御定背的书岩些体孙中抗，炭可贫能睡出纸现祝个普别典松喉动联掉骗块边的醋岩加石糟；②吐在松油散软钳弱的嫌岩体摧中，普坑道险顶部传和两跃侧片愚帮冒早落；③在爬节理团发育纺的裂畏隙岩页体中樱，围肢岩某教些部缎位沿责弱面赌发生么剪切梦破坏恢或拉洗坏等凑局部钥塌落反。⑵形植变柿压晨力怜：是指慨由于裁围岩仆变形鹊受到惭与之鸣密贴拼的支厕护如祥锚喷丧支护祥等的昼抑制秩，而去使围归岩与案支护妄结构验共同屯变形脖过程荒中，石围岩鸡对支硬护结威构施列加的漏接触怕压力求。形泰变压清力除苏与围借岩应必力状咬态有声关外筋，还凉与支档护时命间和漠支护正刚度矛有关托。⑶哈膨胀乎压力播：是指俘由于喝围岩战吸水传而膨刷胀崩申解所凯引起义的压船力。拆它与半形变输压力冬的基闷本区译别在机于它掘是由稻吸水驶膨胀嫩引起宴的。⑷冲愁击广压懂力臭：是丑指沙围鞋岩稀中晕积轻累莫了陵大抗量弄的瓦弹搞性偿变妨性副能番之掏后盼，粒由也于工隧盒道秆的帐开克挖摇，百围纹岩识的袭约苹束挽被削解古除目，庭能冈量撑突帽然括释蔑放观所袖产销生熔的斑压促力除。冲击令压力宜是岩我体能贝量的蚁积累饮与释国放问肢题，考所以朋它与窑弹性毁模量尖直接递相关脆。弹驼性模乌量较蓬大的响岩体耽，在药高地侨应力缺作用农下，茫易于镜积累撇大量脏的弹尊性变叹形能怨，一私旦遇留到适摩宜条欺件，粪就会揭突然阿猛烈环的大盼量释吵放。2、废围技岩喊松携散胆压胞力息的逃产肥生开挖章隧道溪所引锐起的必围岩酿松动迈和破糕坏的州范围棚有大辈有小循，对府于一亦般裂仗隙岩莲体中射的深惰埋隧临道，竹其波哈及范痛围仅局低限胜在朵隧污道软周候围冒一妇定夺深粗度，作践用在隶支护否结构执上的妄围岩小松散屋压力别远远道小于讲其上伴覆岩语层自尿重所要造成皮的压嘱力，国这可匪用围论岩的“成赞拱万作岔用”来解规释。2、丝式围拳岩独松注散坛压户力炎的茎产资生⑴尊隧寺道捉开嫩挖宅后院，细在同围低岩蠢应恋力议重虽分乎布著过兄程偶中险，此顶汇板脚开罗始津沉贤陷蒸，切并某出朽现投拉嫂断卷裂层纹花，窗可燥视摔为射变蕉形梨阶姿段稿；⑵炊顶板雷的裂柔纹继宝续发悟展并脱且张怨开，鞋由于燥结构坐面切信割等碌原因堡，逐挪渐转符变为租松动系，可各视为雅松动瓦阶段烈；⑶着顶字板看岩盖体违视泉其诊强惠度鼠的奴不耐同陆而办逐诊步裕坍沈塌迫，周可筝视范为术坍著塌革阶写段姨；⑷风顶荷板细塌搭落渣停固止示，翻达兵到扒新迫的孙平陪衡恒，衫此顷时涛其甩界抢面部形傲成并一堤近武似戚的甜拱这形捉，忌可兽视妄为脚成略拱奖阶喂段储。深埋码隧道任的自离然拱林圈自然买拱的答范围雹的大泽小除盗受范上方述闭的宾围按岩疫地之质遗条逗件味、学支黄护说结茎构无架秀设炭时牺间豪、宪刚贞度奇以博及裳它鸭与元围览岩嫂的洪接锤触柱状仙态盐外以，莲还霸取太决恨于号以托下重诸炊因严素亮：⑴隧道惜的形咬状和勤尺寸：隧鸦道拱锋圈越喊平坦甲，跨太度越仿大，忍则自厘然拱战越高睬，围清岩松袋散压圆力也较越大皱；⑵针隧道趟的埋树深：实袄践敞证蓬明肠，参只赚有络当夫隧音道届埋挡深倘超友过胀某钉一居临辨界岩值恨时御，所才纠有扫可席能侨形土成纸自辛然插拱晴。虎习挑惯牢上果称津这馋种研隧竖道筋为厌深别埋摸隧赤道票，剩否取则驶为谣浅犁埋校隧椅道腾。族由捡于雪浅艰埋剥隧劫道新不姐能笔形忘成吧自欲然厉拱籍，其所娱以嫂，妹它靠的狱围袄岩注压捎力前的滥大陕小腔与乏埋盐置残深班度池直丸接栏相眼关笼。⑶念施工症因素棋：如漫爆驳破苍所牵产砖生带的磁震秒动掠，筐常午常遇是饶引啊起钩塌论方印的害重已要场原捎因缠之计一碗，思造袖成意围因岩稼压轻力米过裙大捡，桥又衡如原分坦部检开慈挖挂多穷次厌扰富动济围软岩慨，肠也鼠会肌引躲起老围虑岩阅失疗稳轮，牙加秃大忠自霞然暑拱姨范搅围剃。浅尺埋渔隧雀道心不射能悼形夸成骗拱茂圈3、围冒岩压抬力的厕确定跑方法围岩毙压力梅的确爽定目宿前常妈用有若下列泡三种仿方法蹈：●啦直接声量测弓法●句经验昆法或闪工程护类比贵法●锣理些论情估污算微法●直接艳量测详法：是肌一拒种素切岭合超实但际舟的酷方柄法悦，侧对卖隧掩道巷工熄程虑而撒言冒，竖也偷是姻研倍究是发介展豪的瓣方惜向透；洒但脊由钟于匀受畏量酬测用设餐备训和酸技闸术伟水残平冻的司制婶约连，惰目票前滋还盟不搜能敲普柜遍玩适浙用辈。●经验猎法或殿工程洋类比某法：是根率据大参量以绘前工胆程的约实际碎资料休的统则计和风总结穴，按体不同亦围岩蚕分级取提出膊围岩尘压力谈的经问验数货值，例作为等后建茂隧道心工程巩确定筋围岩殿压力猴的依走据的刊方法杀。是激目前先使用拔较多压的方粥法。⑴深河埋析隧丹道微围火岩封压助力兽的秘确杠定(工趟程联类需比局法)围矿岩闲竖栋向选匀章布基压牢力p按利下够式隔计便算茄：p征=懒0佩.秒4吃5转×欣2s-叼1×γ宝ω旬(翅kN限/m2)式能中益：S—围岩找级别疗，如骑属II级，获则S＝2；γ—围岩室容重蒙，(申k革N循/恳m3)；ω＝1败+埋i弓(层B债-木5)—宽蛮度斯影窝响驱系河数壤；B—隧诞道通宽伯度验，紫（m）；i—以B＝5铁m为垫基星准项，B每轰增瓦减1撒m时岭的仙围赶岩视压丝式力倒增啦减蚊率员。当B答<孕5馆m，镇取i＝0.猾2；当B删>圾5伪m,取i＝0御.列1。⑴深倾埋廉隧永道炒围浸岩钟压手力另的瓜确修定(工靠程净类庙比武法)p挪=谨0筒.挽4霉5仍×检2s炎-评1×γ届ω汪(欺kN影/m2)●适用扒条件①H/蓝B爽<滨1.促7，堆式中H为隧垄道高对度；②背深埋厨隧道尘；③占不产柔生显凯著偏壶压力宽及膨栽胀力挠的一吐般隧夸道；④桑采用亮钻爆炎法施超工的蹲隧道倾。●围绳岩爹的猫水新平捐均禁布辣压范力e的确愉定，碑按下岸表中共的经标验公张式计歌算围岩级别I、IIIIIIVVVI水平匀布压力0<0.15p(0.15～0.3)p(0.3～0.5)p(0.5～1.0)p●铁路源新规澡范：p＝γhh被=钻0窗.享4传1列×咬1扬.罚7汤9S这是渗全国10凉46座铁遣路隧级道得忠出的贱经验佩公式姜，其带中S—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