专题一围岩分级与围岩压力课件

二一五年五月专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力主讲人：左清军、汪洪星Surrounding rock classification and pressure二一五年五月专题一 围岩分级与围岩压力主讲人：左清军、汪1专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力 学习目标：学习目标：u掌握围岩的基本概念及工程性质；掌握围岩的基本概念及工程性质；u理解隧道围岩稳定性的影响因素；理解隧道围岩稳定性的影响因素；u了解隧道围岩分级时考虑的因素；了解隧道围岩分级时考虑的因素；u了解围岩压力的类型及松动围岩压力的确定方法。了解围岩压力的类型及松动围岩压力的确定方法。专题一 围岩分级与围岩压力 学习目标：2专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力 围岩的概念与工程性质围岩的概念与工程性质1围岩稳定性围岩稳定性2围岩分级围岩分级3围岩压力围岩压力4专题一 围岩分级与围岩压力 围岩的概念与工程性质1围岩稳定31、围岩的概念与工程性质、围岩的概念与工程性质 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力 1.1 围岩的概念围岩的概念围岩围岩:隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩(土土)体。体。说明说明：围岩既指岩体也指土体；：围岩既指岩体也指土体；610R01、围岩的概念与工程性质 专题一 围岩分级与围岩压力 1.41、围岩的概念与工程性质、围岩的概念与工程性质 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力 1.1 围岩的概念围岩的概念Longitudinal sections of heading1、围岩的概念与工程性质 专题一 围岩分级与围岩压力 1.51、围岩的概念与工程性质、围岩的概念与工程性质 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力 1.1 围岩的概念围岩的概念1、围岩的概念与工程性质 专题一 围岩分级与围岩压力 1.61、围岩的概念与工程性质、围岩的概念与工程性质 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力 1.2 围岩的工程性质围岩的工程性质工程性质工程性质水理：水理：吸水性、软化性、膨胀性、崩解性、抗冻性、透水性吸水性、软化性、膨胀性、崩解性、抗冻性、透水性力学：力学：变形性质、强度性质变形性质、强度性质物理：物理：密度、孔隙性密度、孔隙性1、围岩的概念与工程性质 专题一 围岩分级与围岩压力 1.71、围岩的概念与工程性质、围岩的概念与工程性质 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力 1.2 围岩的工程性质围岩的工程性质岩石与岩体的区别：岩石与岩体的区别：岩石：均质、连续、各向同性岩石：均质、连续、各向同性岩体：非均质、不连续、各向异性岩体：非均质、不连续、各向异性岩体力学性质获取的方式：岩体力学性质获取的方式：现场试验：真实、费时、费钱现场试验：真实、费时、费钱室内试验：不易取样、代表性差室内试验：不易取样、代表性差问题：问题：1、结构计算与力学性质的关系？、结构计算与力学性质的关系？2、隧道结构计算的难点？、隧道结构计算的难点？1、围岩的概念与工程性质 专题一 围岩分级与围岩压力 1.81、围岩的概念与工程性质、围岩的概念与工程性质 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力1.2 围岩的工程性质围岩的工程性质（1）岩体的变形特性）岩体的变形特性受拉、受压、剪切、流变受拉、受压、剪切、流变问题：岩体能受拉吗？问题：岩体能受拉吗？u受压变形受压变形岩石：线性、弹性岩石：线性、弹性软弱结构面：非线性、塑性软弱结构面：非线性、塑性岩体：弹塑性体岩体：弹塑性体1、围岩的概念与工程性质 专题一 围岩分级与围岩压力1.291、围岩的概念与工程性质、围岩的概念与工程性质 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力 1.2 围岩的工程性质围岩的工程性质u剪切变形剪切变形 (1)(1)沿结构面滑动沿结构面滑动 (2)(2)岩石的断裂岩石的断裂 (3)(3)在结构面的影响下沿岩石剪断在结构面的影响下沿岩石剪断1、围岩的概念与工程性质 专题一 围岩分级与围岩压力 1.101、围岩的概念与工程性质、围岩的概念与工程性质 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力 1.2 围岩的工程性质围岩的工程性质u 流变特性流变特性蠕变：指应力不变，而应变随时间增长。蠕变：指应力不变，而应变随时间增长。松弛：应变不变，而应力随时间而衰减。松弛：应变不变，而应力随时间而衰减。问题：围岩流变特性对隧道的影响？问题：围岩流变特性对隧道的影响？岩体流变曲线岩体流变曲线1、围岩的概念与工程性质 专题一 围岩分级与围岩压力 1.111、围岩的概念与工程性质、围岩的概念与工程性质 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力 1.2 围岩的工程性质围岩的工程性质（2 2）岩体强度）岩体强度u岩石强度：通过试件（室内试验、现场试验）获得。岩石强度：通过试件（室内试验、现场试验）获得。u岩体强度：低于岩石强度，约为岩石强度的岩体强度：低于岩石强度，约为岩石强度的70708080。1、围岩的概念与工程性质 专题一 围岩分级与围岩压力 1.122、围岩的稳定性、围岩的稳定性 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力2.1 研究围岩稳定性的意义研究围岩稳定性的意义围岩的稳定性围岩的稳定性：隧道开挖后，在不支护条件下围岩的稳定性。：隧道开挖后，在不支护条件下围岩的稳定性。问题问题：什么是隧道工程的头等大事？：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？研究围岩的稳定性，如何促使围岩稳定？2、围岩的稳定性 专题一 围岩分级与围岩压力2.1 研究132、围岩的稳定性、围岩的稳定性 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力 2.1 研究围岩稳定性的意义研究围岩稳定性的意义围岩级别的工程作用：围岩级别的工程作用：判断围岩稳定性。判断围岩稳定性。判断施工难易程度，投资依据。判断施工难易程度，投资依据。结构分析计算的依据。结构分析计算的依据。2、围岩的稳定性 专题一 围岩分级与围岩压力 2.1 研142、围岩的稳定性、围岩的稳定性 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力 2.2 影响围岩稳定性的因素影响围岩稳定性的因素（1 1）地质因素）地质因素u岩体结构特征岩体结构特征u结构面性质和空间的组合结构面性质和空间的组合u岩石的力学性质岩石的力学性质u地下水的影响地下水的影响 u围岩的初始应力状态围岩的初始应力状态2、围岩的稳定性 专题一 围岩分级与围岩压力 2.2 影152、围岩的稳定性、围岩的稳定性 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力 2.2 影响围岩稳定性的因素影响围岩稳定性的因素（1）地质因素）地质因素u岩体结构特征岩体结构特征指岩体的破碎程度或完整状态。指岩体的破碎程度或完整状态。破碎程度破碎程度：裂隙率、裂隙间距。：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。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：完整状态：整块状、大块状等。整块状、大块状等。2、围岩的稳定性 专题一 围岩分级与围岩压力 2.2 影162、围岩的稳定性、围岩的稳定性 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力 2.2 影响围岩稳定性的因素影响围岩稳定性的因素（1）地质因素）地质因素u岩体结构特征岩体结构特征围岩围岩岩体岩体土体土体整体状整体状大块状大块状块石状块石状碎石状碎石状土石状土石状松散状松散状松软状松软状d1.0md=0.41.0m d=0.20.4md0.750.750.550.550.350.350.15 0.90.75 R 0.90.5 R 0.75 0.25 R 0.5R 0.25优优良良好好差差很差很差RQD Compared to Rock Quality3、围岩分级 专题一 围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级313、围岩分级、围岩分级 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级方法围岩分级方法(4)(4)组合多种因素的分级方法组合多种因素的分级方法u“岩体质量岩体质量QQ”分级法：挪威地质学家巴顿提出。分级法：挪威地质学家巴顿提出。组合了组合了6个参数：个参数：岩石质量指标岩石质量指标(RQD)、节理组数目、节理组数目(Jh)、节理粗糙度、节理粗糙度(Jr)、节理蚀变值节理蚀变值(Ja)、节理含水折减系数、节理含水折减系数(Jw)、应力折减系数、应力折减系数(SRF)。岩块尺寸岩块尺寸抗剪强度抗剪强度作用应力作用应力3、围岩分级 专题一 围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级323、围岩分级、围岩分级 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级方法围岩分级方法(4)(4)组合多种因素的分级方法组合多种因素的分级方法u“岩体质量岩体质量Q”分级法：挪威地质学家巴顿提出。分级法：挪威地质学家巴顿提出。Jh（节理组数目）（节理组数目）岩体越破碎，岩体越破碎，Jh值越大：整体上没有或很少有节理的岩体，值越大：整体上没有或很少有节理的岩体，Jh=0.51.0；两个节理组时；两个节理组时Jh=4；破碎岩体、类似土的；破碎岩体、类似土的Jh=20Jr（节理粗糙度）（节理粗糙度）节理越光滑，节理越光滑，Jr值越小：不连续节理值越小：不连续节理Jr=4；平整光滑节理；平整光滑节理Jr=0.5Ja（节理蚀变值）（节理蚀变值）蚀变越严重，蚀变越严重，Ja值越大：节理面紧密结合，夹有坚硬不软化的值越大：节理面紧密结合，夹有坚硬不软化的充填物时，充填物时，Ja=0.75；节理中夹有膨胀性黏土，如蒙脱土时，；节理中夹有膨胀性黏土，如蒙脱土时，Ja=812等。等。Jw（节理含水折（节理含水折减系数）减系数）节理渗水量越大，水压越高，节理渗水量越大，水压越高，Jw值越小：干燥或微量渗水，水值越小：干燥或微量渗水，水压压30 硬岩硬岩 5 Rb30 软岩软岩 Rb 5 极软岩极软岩围岩完整程度围岩完整程度 指标指标1：结构面发育程度：结构面发育程度 指标指标2：地质构造影响程度：地质构造影响程度岩体完整程度分为岩体完整程度分为5个级别个级别3、围岩分级 专题一 围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级373、围岩分级、围岩分级 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级方法围岩分级方法(5)(5)我国公路与铁路隧道的围岩分级方法我国公路与铁路隧道的围岩分级方法u基本分级基本分级完整程度完整程度结构面发育程度结构面发育程度地质构造影响程度地质构造影响程度完整完整不发育不发育轻微轻微较完整较完整较发育、不发育较发育、不发育较重、轻微较重、轻微较破碎较破碎发育、较发育发育、较发育严重严重破碎破碎极发育、发育极发育、发育极严重、严重极严重、严重极破碎极破碎极发育极发育极严重极严重3、围岩分级 专题一 围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级38专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力等级等级地质构造作用特征地质构造作用特征轻微轻微围岩地质构造变动小，无断裂（层）；层状岩体一般呈单斜构造；节理不发育围岩地质构造变动小，无断裂（层）；层状岩体一般呈单斜构造；节理不发育较重较重围岩地质构造变动较大；位于断裂（层）或褶曲轴的邻近地段；可有小断层，节理较发育围岩地质构造变动较大；位于断裂（层）或褶曲轴的邻近地段；可有小断层，节理较发育严重严重围岩地质构造变动较强烈，位于褶曲轴部或断裂影响带内；软岩多见扭曲及拖拉现象；节围岩地质构造变动较强烈，位于褶曲轴部或断裂影响带内；软岩多见扭曲及拖拉现象；节理发育理发育很严重很严重位于断裂（层）破碎带内；节理很发育；岩体呈碎石、角砾状，有的呈粉末泥土状位于断裂（层）破碎带内；节理很发育；岩体呈碎石、角砾状，有的呈粉末泥土状等级等级地质构造作用特征地质构造作用特征节理不发育节理不发育节理（裂隙）节理（裂隙）12组，规则，为原生型或构造型，多数的间距在组，规则，为原生型或构造型，多数的间距在1.0m以上，为密闭型。岩以上，为密闭型。岩体被切割成块状体被切割成块状节理较发育节理较发育节理（裂隙）节理（裂隙）23组，呈组，呈x型，较规则，以构造型为主，多数的间距大于型，较规则，以构造型为主，多数的间距大于0.4m，多为密闭。，多为密闭。部分微张开，少有填充物。岩体被切割成大块状部分微张开，少有填充物。岩体被切割成大块状节理发育节理发育节理（裂隙）节理（裂隙）3组以上，不规则，呈组以上，不规则，呈x型或米字型，以构造型或风化型为主，多数间距小于型或米字型，以构造型或风化型为主，多数间距小于0.4m，大部分微张开，部分张开，大部分为粘性土填充。岩体被切割成块、碎石状，大部分微张开，部分张开，大部分为粘性土填充。岩体被切割成块、碎石状节理很发育节理很发育节理（裂隙）节理（裂隙）3组以上，杂乱，以构造型或风化型为主，多数间距小于组以上，杂乱，以构造型或风化型为主，多数间距小于0.2m，微张开或张，微张开或张开，部分为粘土充填。岩体被切割成碎石状开，部分为粘土充填。岩体被切割成碎石状围岩受地质构造影响程度等级划分围岩受地质构造影响程度等级划分围岩节理（裂隙）发育程度划分围岩节理（裂隙）发育程度划分专题一 围岩分级与围岩压力等级地质构造作用特征轻微围岩地质393、围岩分级、围岩分级 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级方法围岩分级方法(5)(5)我国公路与铁路隧道的围岩分级方法我国公路与铁路隧道的围岩分级方法u修正分级修正分级地下水地下水地下水的地下水的3种处理方法：种处理方法：l分级时按无水考虑分级时按无水考虑，实际情况下实际情况下根据地下水的状态，适当降低围岩等级根据地下水的状态，适当降低围岩等级（12级级）；l分级时按有水考虑分级时按有水考虑，实际情况下实际情况下当确认围岩无水则提高围岩等级；当确认围岩无水则提高围岩等级；l直接将地下水状况直接将地下水状况（水质、水量、流通条件、静水压力等水质、水量、流通条件、静水压力等）作为一个分级指标作为一个分级指标。3、围岩分级 专题一 围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级403、围岩分级、围岩分级 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级方法围岩分级方法(5)(5)我国公路与铁路隧道的围岩分级方法我国公路与铁路隧道的围岩分级方法级别级别状态状态渗水量渗水量L/(min10m)干燥或湿润干燥或湿润10偶有渗水偶有渗水1025经常渗水经常渗水25125 围岩基本分级围岩基本分级地下水状态分级地下水状态分级地下水分级表地下水分级表考虑地下水修正围岩分级考虑地下水修正围岩分级3、围岩分级 专题一 围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级413、围岩分级、围岩分级 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级方法围岩分级方法(5)(5)我国公路与铁路隧道的围岩分级方法我国公路与铁路隧道的围岩分级方法u修正分级修正分级地应力地应力初始地初始地应力状态应力状态主主 要要 现现 象象评估基准评估基准 （Rc/max）极高应力极高应力1、硬质岩：开挖过程中时有岩爆发生，有岩块弹出，洞壁岩体、硬质岩：开挖过程中时有岩爆发生，有岩块弹出，洞壁岩体发生剥离，新生裂缝多，成洞性差发生剥离，新生裂缝多，成洞性差42、软质岩：岩芯常有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体有剥离，、软质岩：岩芯常有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体有剥离，位移极为显著，甚至发生大位移，持续时间长，不易成洞位移极为显著，甚至发生大位移，持续时间长，不易成洞高应力高应力1、硬质岩、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，新生裂纹较多，成洞性较差象，新生裂纹较多，成洞性较差472、软质岩：岩芯时有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体位移极显、软质岩：岩芯时有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体位移极显著，持续时间长，成洞性差著，持续时间长，成洞性差3、围岩分级 专题一 围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级423、围岩分级、围岩分级 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级方法围岩分级方法(5)(5)我国公路与铁路隧道的围岩分级方法我国公路与铁路隧道的围岩分级方法u修正分级修正分级地应力地应力围岩基本分级围岩基本分级 修正级别修正级别初始地应力状态初始地应力状态极高应力极高应力或或高应力高应力或或考虑地应力修正围岩分级考虑地应力修正围岩分级3、围岩分级 专题一 围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级433、围岩分级、围岩分级 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级方法围岩分级方法(5)(5)我国公路与铁路隧道的围岩分级方法我国公路与铁路隧道的围岩分级方法交通隧道围岩分级表交通隧道围岩分级表3、围岩分级 专题一 围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级443、围岩分级、围岩分级 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级方法围岩分级方法(6)(6)围岩分级存在的问题及发展方向围岩分级存在的问题及发展方向u问题问题：指标定性的多、定量的少。如何做到准确、方便、好用？指标定性的多、定量的少。如何做到准确、方便、好用？u发展方向发展方向：l发展发展物探物探等地质勘探手段，增加定量指标。等地质勘探手段，增加定量指标。l发展发展分析理论：分析理论：模糊数学围岩分级；模糊数学围岩分级；隧道位移围岩分级；隧道位移围岩分级；人工智能专家系统围岩分级。人工智能专家系统围岩分级。3、围岩分级 专题一 围岩分级与围岩压力3.2 围岩分级454、围岩压力、围岩压力 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力4.1 定义定义围岩压力围岩压力地层对洞室的作用力地层对洞室的作用力广义：包括有、无支护时的压力广义：包括有、无支护时的压力狭义：仅指围岩作用在支护结构上的压力狭义：仅指围岩作用在支护结构上的压力4、围岩压力 专题一 围岩分级与围岩压力4.1 定义围岩464、围岩压力、围岩压力 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力4.2 围岩压力分类围岩压力分类（1 1）松动压力）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。构上的压力。u在整体稳定的岩体中，可能出现个别松动掉块的岩石；在整体稳定的岩体中，可能出现个别松动掉块的岩石；u在松散软弱的岩体中，拱顶或两侧边帮冒落；在松散软弱的岩体中，拱顶或两侧边帮冒落；u在节理发育的裂隙岩体中，围岩某些部位沿软弱面发生剪切破坏或拉坏等局部塌落。在节理发育的裂隙岩体中，围岩某些部位沿软弱面发生剪切破坏或拉坏等局部塌落。4、围岩压力 专题一 围岩分级与围岩压力4.2 围岩压力474、围岩压力、围岩压力 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力4.2 围岩压力分类围岩压力分类u形变压力形变压力由于围岩变形受到与之密贴的支护如锚喷等的抑制，而使围岩由于围岩变形受到与之密贴的支护如锚喷等的抑制，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。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。与围岩应力状与围岩应力状态、支护时间、支护刚度有关态、支护时间、支护刚度有关。问题：问题：松动压力和形变压力在性质上有何不同？松动压力和形变压力在性质上有何不同？4、围岩压力 专题一 围岩分级与围岩压力4.2 围岩压力484、围岩压力、围岩压力 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力4.2 围岩压力分类围岩压力分类u膨胀压力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。所引起的压力。膨胀性岩体（富含蒙脱石、高岭石、伊利石等粘土矿物的岩石，膨胀性岩体（富含蒙脱石、高岭石、伊利石等粘土矿物的岩石，如泥岩、泥灰岩、页岩、片岩、板岩等）如泥岩、泥灰岩、页岩、片岩、板岩等）u冲击压力冲击压力当围岩中积累了大量的弹性变形能之后，在开挖时，隧道由于当围岩中积累了大量的弹性变形能之后，在开挖时，隧道由于的围岩的约束被解除，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。的压力。落石（明洞）、塌方、落石（明洞）、塌方、岩爆岩爆。4、围岩压力 专题一 围岩分级与围岩压力4.2 围岩压力494、围岩压力、围岩压力 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力4.3 影响围岩压力的因素影响围岩压力的因素（1）地质因素）地质因素u岩体初始应力状态岩体初始应力状态u岩石力学性质岩石力学性质u岩体结构面岩体结构面u地下水地下水（2）工程因素）工程因素u施工方法施工方法u支护设置时间支护设置时间 u支护本身刚度支护本身刚度u隧道断面形状隧道断面形状4、围岩压力 专题一 围岩分级与围岩压力4.3 影响围岩504、围岩压力、围岩压力 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力4.4 围岩松动压力的形成和确定方法围岩松动压力的形成和确定方法（1）围岩松动压力的形成）围岩松动压力的形成自然拱自然拱的概念：围岩的变形不能得到有效的控制，当变形超过一定限度后，的概念：围岩的变形不能得到有效的控制，当变形超过一定限度后，围岩发生松动、坍落，最终在洞室上方形成拱形。围岩发生松动、坍落，最终在洞室上方形成拱形。u变形阶段变形阶段u松动阶段松动阶段u塌落阶段塌落阶段u成拱阶段成拱阶段自然拱自然拱4、围岩压力 专题一 围岩分级与围岩压力4.4 围岩松动514、围岩压力、围岩压力 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力4.4 围岩松动压力的形成和确定方法围岩松动压力的形成和确定方法（2）围岩松动压力的确定方法）围岩松动压力的确定方法u直接量测法直接量测法u理论估算法理论估算法u统计法统计法（经验法、工程类比法）（经验法、工程类比法）4、围岩压力 专题一 围岩分级与围岩压力4.4 围岩松动524、围岩压力、围岩压力 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力4.4 围岩松动压力的形成和确定方法围岩松动压力的形成和确定方法统计法统计法我国我国铁路隧道设计规范铁路隧道设计规范所推荐的方法所推荐的方法式中：式中：围岩容重；围岩容重；s 围岩级别围岩级别;w 宽度影响系数，由宽度影响系数，由 w=1+i（B-5）计算，其中）计算，其中B 为为坑道宽度，坑道宽度，i 的的取值：以取值：以B=5m为基准，为基准，B每增减每增减1m时围岩压力的增减率，当时围岩压力的增减率，当B5m时，取时，取i=0.1。竖向均布松动压力竖向均布松动压力u深埋隧道围岩松动压力的确定方法深埋隧道围岩松动压力的确定方法4、围岩压力 专题一 围岩分级与围岩压力4.4 围岩松动534、围岩压力、围岩压力 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力4.4 围岩松动压力的形成和确定方法围岩松动压力的形成和确定方法围岩级别围岩级别、水平均布压力水平均布压力00.15q(0.150.3)q(0.30.5)q(0.51.0)q围岩水平均布松动压力围岩水平均布松动压力 统计法公式的统计法公式的适用条件适用条件：lH/B1.7，H为隧道的高度；为隧道的高度；l深埋隧道；深埋隧道；l不产生显著偏压力及膨胀力的一般围岩；不产生显著偏压力及膨胀力的一般围岩；l采用矿山法施工。采用矿山法施工。u深埋隧道围岩松动压力的确定方法深埋隧道围岩松动压力的确定方法4、围岩压力 专题一 围岩分级与围岩压力4.4 围岩松动544、围岩压力、围岩压力 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力4.4 围岩松动压力的形成和确定方法围岩松动压力的形成和确定方法u浅埋隧道围岩松动压力的确定方法浅埋隧道围岩松动压力的确定方法浅埋和深埋的界定浅埋和深埋的界定 Hp(22.5)hq hq为坍方平均高度为坍方平均高度IIII级围岩取级围岩取:Hp2hqIVVI级围岩取级围岩取:Hp2.5hq lHHp时为深埋时为深埋lHHp时为浅埋时为浅埋H 为覆盖层厚度为覆盖层厚度4、围岩压力 专题一 围岩分级与围岩压力4.4 围岩松动554、围岩压力、围岩压力 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力4.4 围岩松动压力的形成和确定方法围岩松动压力的形成和确定方法u浅埋隧道围岩松动压力的确定方法浅埋隧道围岩松动压力的确定方法确定方法确定方法 l要点：忽略滑动面上的阻力。要点：忽略滑动面上的阻力。l适于：埋深适于：埋深 H hql垂直压力：垂直压力：q=Hl水平压力按朗金公式：水平压力按朗金公式：e=(H+1/2 Ht)tan2(450 /2)，Ht 为隧道净高。为隧道净高。4、围岩压力 专题一 围岩分级与围岩压力4.4 围岩松动564、围岩压力、围岩压力 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力4.4 围岩压力的现场量测围岩压力的现场量测u直接量测直接量测u间接量测间接量测4、围岩压力 专题一 围岩分级与围岩压力4.4 围岩压力57课程回顾课程回顾 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力围岩的概念围岩的概念围岩的工程性质围岩的工程性质水理水理力学力学物理物理课程回顾 专题一 围岩分级与围岩压力围岩的概念围岩的工程性58课程回顾课程回顾 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力隧道围岩稳定性的影响因素隧道围岩稳定性的影响因素地质因素地质因素人为因素人为因素岩体结构特征岩体结构特征结构面性质和空间组合结构面性质和空间组合岩石的力学性质岩石的力学性质地下水地下水围岩的初始应力状态围岩的初始应力状态隧道形状和尺寸隧道形状和尺寸支护结构类型支护结构类型施工方法施工方法课程回顾 专题一 围岩分级与围岩压力隧道围岩稳定性的影响因59课程回顾课程回顾 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力围岩分级考虑的因素围岩分级考虑的因素岩性岩性地质构造地质构造地下水地下水初始地应力初始地应力3个基本因素个基本因素1个附加因素个附加因素围岩压力的类型围岩压力的类型松动压力松动压力形变压力形变压力膨胀压力膨胀压力冲击压力冲击压力课程回顾 专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级考虑的因素岩性60作业题作业题 专题一专题一 围岩分级与围岩压力围岩分级与围岩压力 某隧道埋深为某隧道埋深为30m，围岩为，围岩为级，净宽为级，净宽为12m，净高为，净高为10m，围岩天然容重围岩天然容重20kN/m3，试计算该隧道的松动围岩压力？，试计算该隧道的松动围岩压力？作业题 专题一 围岩分级与围岩压力 某隧道埋深61