第八章 4-5 地下工程-分类、围岩压力.ppt

第四章 地下工程 第四章 地下工程 第1节 概述 第2节 围岩应力分布 第3节 围岩变形破坏 第4节 围岩分类 第5节 围岩压力 第6节 围岩稳定性评价 第7节 地下工程地质超前预报 第4节 围岩分类 地下工程岩体自稳能力 第4节 围岩分类 第4节 围岩分类 岩体地质力学ＲＭＲ分类表 岩体地质力学ＲＭＲ分类表 岩体地质力学ＲＭＲ分类表 岩体地质力学ＲＭＲ分类表 第4节 围岩分类 第4节 围岩分类 第四章 地下工程 第1节 概述 第2节 围岩应力分布 第3节 围岩变形破坏 第4节 围岩分类 第5节 围岩压力 第6节 围岩稳定性评价 第7节 地下工程地质超前预报 第5节 围岩压力 第5节 围岩压力 公式表明，形变围压与洞壁位移成反比，因此只要适当增大塑圈半径 ，就可减少支护压力（围压）。 自然平衡拱 —— 由于断层、节理裂隙的强烈切割，使围岩成为类似于松散介质，或者围岩本身是土体一类的松散介质。在地下开挖后，围岩因失去平衡而与母岩分离，在其顶部出现拱形分离体；塌落后压在洞顶衬砌上，拱形分离体的重量即为洞顶围岩压力，而拱外岩体仍保持平衡。 普氏理论对松散岩体有一定的应用价值，而对于坚硬岩体则不适用或只能近似使用。 作业题: 岩体基本质量指标 BQ 分级考虑了哪些方面修正？ 巴顿岩体质量（Ｑ）分类包含了哪些参数？ 围岩压力的定义、分类及产生条件？ 块体极限平衡理论求围岩压力的步骤及适用性？ 习题8-1 某松散岩体中有一隧道宽6.0m，高5.0m，围岩等效摩擦角为40°。重度为22kN/m3, 按塌落拱理论计算。 （1）围岩垂直平均压力pv； （2）平均侧向围岩压力ph。 围岩垂直平均压力pv: 设定：上覆岩体厚H5b1（b1平衡拱半跨）时，在上覆岩体中由于塌落而形成自然平衡拱。作用于支护上的围压等于平衡拱与衬砌间的岩块自重，与拱外岩体无关。 h 0 —— 压力拱高度；b 1—— 洞室跨度（m）； b —— 洞室开挖宽度之半（m）； h —— 洞室开挖高度； f k —— 普氏系数； 拱高为： 普氏理论计算示意图 作用于侧壁的围岩压力为： 按土压力理论，A,B处侧压力为： 侧壁不稳时，作用于洞顶上的围岩压力为： 水电部推荐公式： 铁道部推荐公式： 铅直围压- 洞跨 水平围压- 洞高 Sx、Sy -水平、铅直围岩压力系数，查规范。 (1/2~1)p (1/3~1/2)p (1/6~1/2)p (0~1/6)p 0 水平均布围压q Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅵ--Ⅴ 围岩类别 s-围岩类别；ω-跨度影响系数,ω=1+i(B-5)；B-洞跨；i-围压增减率，当b5时，取i=2，当B5时，取i=0.1， 3、经验类比法-- 坚硬岩体往往被各种结构面切割成块体。开挖后，临空的块体会向洞内滑移。此时围压按块体极限平衡理论求。 计算时，只考虑分离体重力（体积力），未考虑结构面抗力（内聚力）。 围压计算： (不稳定分离体位于洞顶) V-不稳定分离体的体积； F-分离体与支衬结构的接触面积。 步骤： 结构分析，找出潜在不稳定分离体； 确定其形态、位置、滑移面抗剪强度参数； 稳定性校核。 4、块体极限平衡理论-- 计算时，不考虑滑移面的内聚力，φi为结构面的内摩擦角。 基础工作：平硐中裂隙统计，找优势结构面，分析各组结构面的组合关系，确定分离体。 不稳定分离体位于侧壁，滑移引起的为： 水平围压： Qa ,Qb-分离体重量；F-分离体与支衬接触面积 侧壁围岩压力计算示意图 * * * * 根据岩体工程地质特征，考虑支护及施工方法，将分类归为(国内外公开发表的围岩分级（类）方法近百种)： 一、洞室围岩质量分级 稳定性分析的基础， 意义-- 洞室设计和施工的依据 二、洞室围岩分类 三、岩体地质力学分类（RMR分类） 四、巴顿岩体质量（Ｑ）分类 国标?工程岩体分级标准?(GB50218-94,1995)提出按岩体基本质量指标 BQ 进行分级。 两个定义： 岩体工程：以岩体为工程建筑物地基及环境，并对岩体进行开挖或加固的工程，包括地下工程和地面工程。 工程岩体：岩体工程影响范围内的岩体，包括地下工程围岩、工业与民用建筑地基、大坝基岩、边坡岩体等。 一、洞室围岩质量分级： 分级方法 岩体基本质量由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因素确定。应采用定性划分和定量指标两种方法确定。 岩石坚硬程度定性划分：锤击、浸水、岩石风化特征观察。 岩体完整程度定性划分：结构面发育程度（组数、平均间距）、主要结构面的结合程度、主要结构面类型和岩体结构类型。 岩石坚硬程度的定量指标：岩石单轴饱和抗压强度。 岩体完整程度定量