围岩与支护结构的相互作用分解课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第3章围岩与支护结构的相互作用,3.1地下洞室围岩稳定分析方法,3.2围岩分类法定性分析,3.3块状围岩稳定性分析,3.4连续介质力学分析,3.5洞室围岩失稳类型,3.6围岩与支护结构的相互作用,3.7围岩压力理论,3.1地下洞室围岩稳定分析方法,围岩稳定性分析是根据不同的岩体结构、不同的力学特,性,简化成不同的力学计算模型,应用相应的力学计算方法,定性或定量地分析围岩的变形破坏过程。,围岩分类方法,定性分析方法,赤平极射投影方法(节理块状岩体),解析分析法,连续介质力学方法,数值模拟方法,定量分析方法,模型试验方法,反馈分析方法,32围岩分类法定性分析,围岩分类法是一种间接的工程类比法。按照一定的分,类标准对围若进行定性的、办量化的整理分析,归纳总结,围岩的宏观特性及其规律性,综合研究评价围岩的好坏程,度,同时提出带有普遍意义的各段围岩的稳定性评分值以,及支护形式与支护参数,供设计、施工使用。,国家标准及部门标准(铁路、公路、水利、国防等)的,围岩分类方法及具体内容在第2章都有涉及。,3.3块状岩体围岩稳定性分析,地下工程围岩中存在的节理、层理、裂隙、软弱夹层、,破碎带及断层等地质构造结构面,是岩体介质的间断面,强度弱,直接影响到围岩的稳定性。,赤平极射投影分析方法就是通过作图的方法来分析岩,体结构面之间以及结构面与开挖临空面之间的组合关系,计算出不同部位可能形成块体的边界、形状以及体积,搜索关键块体,通过关键块体的平衡计算可以分析围岩的,稳定性。,3.3.1块状岩体的失稳特点,(1)坠落,沿重力作用方向失稳的破坏方式,常发生在洞顶表面岩,体,其临空面与重力作用方向近直角相交。,(2)滑落,滑移面与重力作用方向呈一角度,块体失稳时需要克,服滑移面的摩擦阻力,常发生在边墙表面岩体。,3.3.2块状围岩不稳定块体的赤平极射投影确定方法,根据洞室开挖前或开挖过程中围岩结构面露头产状,利用赤平极射投影与实体比例的垂直投影相结合的方法,确定临空面上不稳定块体的位置、形状与大小。,表1隧进口各特征结构面相关参数,根据图1按照两组结构面分析,M点代表1-1和2-2两组结构面投影弧线的,6交点,MO代表1-1和2-2结构面交线的投影,42代表天然坡面弧线的倾向线,两组结构,弧线,开挖前边堎产状,开挖后边坡产状,62交点M两组结构面组合交线MO)与坡面倾向线,OP位于同一个半圆内,而且组合结构面投彩弧线的,交点位于坡面弧线的内侧在这种情况下可以判定,为两组站构面产,边坡岩体基本稳定:0Q代表开挖后润口边坡弧线,的倾向线两组结构面投影孤线交点M和坡面倾向,挖后边域产状,线OQ位于同一个半圆内,但组合结构面投影弧线,的交点位于坡面弧线的外侧,此时判定边坡为不稳,边坡,澘在不稳定块体可能沿MO向洞口临空方,向滑动,故开挖时需采取必要的处理措施,保证洞口,图1洲河北2号建道进口边坡极射图,边坡的稳定,3.4连续介质力学分析方法,3.4.1洞室开挖后围岩的应力状态特征,总述:岩体中开挖洞室,出现了临空面使岩体有了变形的,空间,由于初始地应力的局部释放,使岩体发生卸载而向隧,道内变形,原来平衡的三维初始应力状态必然要引起应力的,重新分布,重分布的应力主要发生在洞周有限范围内,在此,范围外仍保持着初始应力状态。,洞室开挖后,产生的重分布应力场称为二次应力场。,342二次应力场的影响因素,特征:径向应力释放,切向应力集中,(1)初始地应力的影响,1)自重应力场:顶拱、,底板可能出现拉应力区,边墙出现切向压应力区:,2)水平构造应力场:一丰,顶拱、底板可能出现压,应力区,边墙出现拉应,力区。,(2)开挖断面形式的影响,1)圆形断面受力状态最好;,2)椭圆断面。随着长轴与短轴比值的增大,洞顶的拉应力,区随之扩大,拐角处应力集中现象也愈明显。,20,断面形状对切向应力的影响,