2013秋第2章围岩分级1.0.pptVIP

隧道工程;第二章 隧道工程地质环境及 围岩分级;§1隧道工程地质调查与勘测;§2施工地质超前预报;§3岩体的基本工程性质;一、岩体的地质特性;（一）岩体处于一定的天然应力作用之下;1、自重应力场;——计算应力处岩体的泊松系数。 ;通常情况下，在隧道所涉及的范围内，都可视初始应力场为弹性的。 ;2、构造应力场;我国大陆初始应力场的变化规律大致可以归纳如下几点：;（三）岩体是由结构面分割的多裂隙体;（五）岩体具有可变性;1、风化作用影响;地下水在岩体中的存在使岩体中的可溶性盐溶解，胶体水解，使矿物颗粒间的联结力减弱。 ;二、岩石的力学性质;（一）岩石的强度性质;（二）单向应力状态下岩石的变形特征;1．单轴压缩时应力一应变曲线;2．弹性模量;3、横向变形和横向变形比;4、应力一应变全过程曲线;5、循环荷载条件下岩块的变形特征 ;多次反复加载与卸载，且每次施加的最大荷载与第一次加载的最大荷载一样;（三）三轴压缩下岩石的强度和变形性质;1、岩石的三轴压缩强度 ;当用不同的σ3，可得到不同的σ1，而用多组σ1和σ3，则可绘制出莫尔圆和莫尔包络线，如图4-1-3所示。 根据岩石的莫尔包络线可以确定岩石的c、φ值。;2、影响三轴压缩试验结果的主要因素;3、三轴压缩下试件的破坏形式;三、岩体的工程性质;（一）裂隙岩体的变形性质;2.岩体的受压变形特性;3.岩体的受剪变形特性;4、岩体的流变特性;（二）裂隙岩体的强度性质;l．岩体的抗压强度;试验研究结果表明，裂隙岩体的强度随着裂隙组数的增加明显减少，但当裂隙组数增加到一定程度之后，强度不再继续降低，而接近岩石的参与强度，如下表所示。;2.岩体的抗剪强度;1.岩体的结构特征及分类;1.岩体的结构特征及分类;Ⅰ.整体结构、块状结构 Ⅱ.层状结构、板状结构 Ⅲ.碎裂结构、镶嵌结构、层状碎裂结构 Ⅳ.散体结构;;2.岩体的破坏形态;(2)块状和层状结构的岩体，其变形主要是结构面的变形。故其变形特性一般不用变形模量E而用刚度系数G来表示。岩体的破坏则是沿软弱结构面滑动，应力传播具有明显的不连续性。;（四）岩体工程性质的影响因素和结论;2.岩体力学性质的结论;岩体强度：;（2）用现场测定的岩体弹性波速度v的平方与同种岩石试件弹性波速度v0的平方的比值来决定，此时定义岩体完整性指标，则：;*（五）岩体的破坏准则;1、摩尔—库仑破坏准则;格里非斯认为，内部有裂隙的材料，在裂隙的尖端部位将引起应力集中，从而导致材料强度的降低。当拉应力集中值超过材料的抗拉强度时，裂隙就会扩展，从而导致岩石破坏。为了计算应力集中值，将这些裂隙假定为很小的扁平椭圆裂纹，按平面状态破坏理论处理，如图4-5所示.;当 0时;;3、其它的破坏准则;;§4、围岩分级;一、概述;◇坑道周围一定范围内，对坑道稳定有影响的那部分岩体。 ;围岩是岩体，但岩体不一定是围岩。;岩体表现的性态 ;*影响围岩稳定性的主要因素;从下述的5个方面来研究结构面对地下工程围岩稳定性影响的大小： ①结构面的成因及其发展史； ②结构面的平整、光滑程度； ③结构面的物质组成及其充填物质情况； ④结构面的规模与方向性； ⑤结构面的密度与组数。 ;(3)岩石的力学性质 在整体结构的岩体中，控制围岩稳定性的主要因素是岩石的力学性质，尤其是岩石的强度。一般来说，岩石强度越高，洞室越稳定。 ;2.工程活动所造成的人为因素 ;2.单一的综合岩性指标 ;洞室围岩自稳的时间ts ;3.复合指标;(2)我国总参工程兵坑道工程围岩分类中所采用的岩体质量指标Rm和应力比S。;(3)《水工隧洞设计规范)(SL279-2002)围岩工程地质分类和国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086－2001)所采用的围岩/岩体强度应力比S，S综合考虑了岩石强度、岩体完整性和地应力的因素。 ;(4)国标《工程岩体分级标准》(GB 50218－94)也采用了两个复合指标——岩体基本质量指标BQ和修正的岩体基本质量指标[BQ]． ;根据以上对分级(类)指标的分析，可以得到如下的结论： ①应选择对围岩稳定性(主要表现在变形破坏特性上)有重大影响的主要因素； ②选择测试设备比较简单、人为性小、科学性较强的定量指标； ③主要分级(类)指标要有一定的综合性，最好采用复合指标，以便全面、充分地反映围岩的工程性质，并应有足够的实测资料为基础。 ;人们对围岩的认识是不断深入的;从分级指标方面：;比较理想的分级方法 ;二、围岩的分级方法;（一）以岩石强度或岩石物性指标为代表的分级方法 ;这种围岩分级方法，单纯以岩石的强度为依据．例如我国解放前及解放初期（如修成渝线时）的土石分