6.围岩压力的确定.ppt

§2.围岩压力的确定 ①坚硬岩体: ②松散破碎岩体： 式中bt为隧道净跨度的一半；Ht为隧道净高度。 一般来说，普氏理论比较适用于松散、破碎的围岩中。 §2.围岩压力的确定 （三）泰沙基理论 理论：散粒体理论。 ◆假定： 破裂面为折线—OAB ◆方法： 研究微分条带dh的平衡。 §2.围岩压力的确定 ◆步骤： 1.ΣV=0，建立微分方程 2.边界条件： 3.解微分方程，得： 4.讨论： ⑴ 当埋深h 达到一定程度时，σv 为恒值： ⑵ 取侧压力系数k=1， 则有： §2.围岩压力的确定 4.浅埋隧道围岩松动压力的确定方法 1）当埋深（ H）小于或等于等效荷载高度hq 时 （1）垂直压力 q= γH 式中： q——垂直均布压力（kN/m2）； γ——隧道上覆围岩容重（kN/m3）； H——隧道埋深，即隧道拱部至地面的垂直距离（m）。 §2.围岩压力的确定 4.浅埋隧道围岩松动压力的确定方法 （2）侧向压力 §2.围岩压力的确定 4.浅埋隧道围岩松动压力的确定方法 2）当埋深（ H）大于hq 而小于Hp时； 采用松散介质极限平衡理论进行分析，即：围岩松动压力=滑动岩体重量－滑面上的阻力。 浅埋隧道荷载分布示意图 §2.围岩压力的确定 §2.围岩压力的确定 §2.围岩压力的确定 5.围岩压力的现场确定 实测围岩压力的方法很多，可归纳为两类： ◆直接量测 ◆间接量测 ●直接量测：主要采用压力盒、压力传感器等，压力盒按工作原理分为机械作用式、电测式和液压式等，目前使用较多的是钢弦式压力盒。 §2.围岩压力的确定 §2.围岩压力的确定 §2.围岩压力的确定 §2.围岩压力的确定 §2.围岩压力的确定 ● 间接量测：利用量测隧道衬砌的应变、变形来推算作用在其上的围岩压力的方法，即间接量测法。如电阻应变片、钢筋应变计、遥测应变计、混凝土应变砖等。 §2.围岩压力的确定 §2.围岩压力的确定 LOGO 围岩压力的确定 Contents 概述 1 围岩压力的确定 2 围岩压力的确定 §1.概述 § 1概述 1.岩体初始应力状态： 自重应力 构造应力 地下水压力 温度应力 原岩 毛洞 稳定洞室 开挖 支护 § 1概述 2.围岩压力 引起地下开挖空间周围的岩体和支护结构变形或破坏的作用力。狭义理解：围岩压力是指围岩作用在支护结构上的力。 围岩压力 地层对洞室的作用力 广义：包括有、无支护时的压力 狭义：仅指对支护的压力 § 1概述 3.围岩压力按作用力发生形态分为： ⑴ 松散压力 ⑵ 形变压力 ⑶ 膨胀压力 ⑷ 冲击压力 § 1概述 3.围岩压力按作用力发生形态分为： ⑴ 松散压力 常通过下列三种情况发生： ① 在整体稳定的岩体中，可能出现个别松动掉块的岩石； ② 在松散软弱的岩体中，坑道顶部和两侧片帮冒落； ③在节理发育的裂隙岩体中，围岩某些部位沿弱面发生剪切破坏或拉坏等局部塌落。 § 1概述 3.围岩压力按作用力发生形态分为： ⑵ 形变压力 是指由于围岩变形受到与之密贴的支护如锚喷支护等的抑制，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。形变压力除与围岩应力状态有关外，还与支护时间和支护刚度有关。 ⑶ 膨胀压力： 是指由于围岩吸水而膨胀崩解所引起的压力。它与形变压力的基本区别在于它是由吸水膨胀引起的。 § 1概述 3.围岩压力按作用力发生形态分为： ⑷ 冲击压力： 是指围岩中积累了大量的弹性变性能之后，由于隧道的开挖，围岩的约束被解除，能量突然释放所产生的压力。 冲击压力是岩体能量的积累与释放问题，所以它与弹性模量直接相关。弹性模量较大的岩体，在高地应力作用下，易于积累大量的弹性变形能，一旦遇到适宜条件，就会突然猛烈的大量释放。 § 1概述 4.影响围岩压力的因素： （一）地质因素 1.岩体初始应力状态 2.岩石力学性质 3.岩体结构面 4.地下水等 （二）工程因素 1.施工方法 2.支护设置时间 3.支护本身刚度 4.隧道断面形状等 § 1概述 5.围岩松散压力的产生 开挖隧道所引起的围岩松动和破坏的范围有大有小，对于一般裂隙岩体中的深埋隧道，其波及范围仅局限在隧道周围一定深度，作用在支护结构上的围岩松散压力远远小于其上覆岩层自重所造成的压力，这可用围岩的“成拱作用”来解释。 通过一个在水平成层的围岩中开挖隧道的例子，来说明隧道开挖后围岩又变形到坍塌成拱的整个变化过程。 § 1概述 自然拱 § 1概述 5.围岩松散压力的产生