围岩压力及埋置类型--精.ppt

4.2 隧道围岩压力的确定 4.2.1 围岩压力 开挖隧道使围岩原有的平衡状态破坏了，对隧道周围一定范围内的围岩产生了不同程度的扰动。 支护结构要阻止围岩的移动、变形，支护结构就必然要受到围岩所施加的力，即围岩压力 。 初始应力 平衡状态下的三向应力 ： 隧道开挖前后的变化 硬岩及软岩在隧道开挖后应力重新分布 范围的大小与地质条件有关，一般为隧道开挖跨度的 0.5~2.5倍。 在坚硬、完整岩体中，由于岩体强度高，影响范围小，岩体能承受周边急剧增大的应力，可使隧道保持稳定，一般只有弹性变形而不会破坏； 而在松软、破碎岩体中，由于岩体不能承受增大的应力，在一定范围内的岩石就要松动、破坏并向隧道内坍塌。 围岩压力类型有垂直压力、侧压力和底压力， 4.2.2 隧道围岩压力的确定 1）深埋隧道围岩压力的确定 i——为每增减1m时的围岩压力增减率。以B＝5.0m的围岩垂直均布压力为准，当B5.0m时，取i＝0.2；当B＝5.0—15.0m时，取i＝0.1。 围岩类别 s VI :呈巨块状整体结构硬质岩石, Rb60MPa V :呈大块状砌体结构硬质岩石, Rb30MPa IV :呈块（石）碎（石）状镶嵌结构 III :略具压密或成岩作用的粘性土 、砂性土 II :湿的一般碎、卵石土，圆砾、角砾土及黄土 I：软塑状粘性土及潮湿的粉细砂等 表4-3 各类围岩的重度 围岩类别 Ⅵ Ⅴ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ (kN/m3) 25.5~27.4 24.5~26.5 22.5~24.5 18.6~21.6 16.7~19.6 14.7~16.7 注：对Ⅲ类围岩的老黄土采用16.7~17.6kN/m3； 对Ⅱ类围岩的新黄土采用14.7kN/m3。 表4-4 围岩水平均布压力e 围岩类别 Ⅵ、Ⅴ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ e 0 0.15q (0.15~0.3)q (0.3~0.5)q (0.5~1.0)q 必须同时具备下列条件： （1）H/B1.7，H为隧道开挖高度，B为隧道开挖宽度。 （2）不产生膨胀力的围岩及偏压不显著的隧道； （3）采用钻爆法施工的隧道。 注:围岩分级规定已经改变 2004年JTG D70-2004 级别与类别 新规范规定的定量指标BQ 对应的新的公式形式：围岩级别 2）浅埋隧道围岩压力的确定 按荷载等效高度的判定式为： 在新奥法施工的条件下，Ⅰ~Ⅲ类围岩取 ，Ⅳ~Ⅵ类围岩 。 界限埋深来源于土拱理论。 土质较好时，土拱在自然地面以下较浅处形成；土质较差时，土拱在深层处形成。 三种情况： 深埋、浅埋、介于二者之间的中埋 （1）埋深H小于或等于荷载等效高度hq 围岩压力完全由上覆岩（土）柱的重力产生，视为均布时，垂直压力和水平压力为： （2）埋深H大于hq、小于Hp 在这种情况下，隧道上覆土体下滑时要考虑滑面阻力的影响，否则计算出的压力值过大。 （2）埋深H大于hq、小于Hp EFHG岩（土）体下沉，带动两侧三棱土体（如图中FDB及ECA）下沉受到阻力T， 整个土体ABDC下沉时，又要受到未扰动岩（土）体的阻力F； AC或BD表示假定的破裂面 与水平成 角； T未知 三棱体ECA中，受到三个力：T F W运用正弦定理： 极限状态下可以求得破裂面的夹角 总垂直压力 ： h-H 简化为： 竖向均布荷载和水平侧压力 课堂练习：请计算后上交，学号和姓名 谢谢！ 某隧道通过III类围岩，采用新奥法设计与施工，围岩天然容重20kN/m3,计算摩擦角Φ=50o,滑动面摩擦角θ=40o，隧道高度8m，宽度10m，隧道顶埋深13m， 试：（1）判断浅埋还是深埋；（6分） （2）确定围岩压力。（4分） 需要说明 原岩应力分为：重力应力场和构造应力场 上述讨论的是重力应力场 构造应力场又分为古构造应力（地质史）和新构造应力两类（地震、必威体育精装版地壳变形）。 实测的侧应力系数有可能大于1.