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CH6 地下工程围岩稳定性分析 本章主要内容 1. 概述 2. 围岩重分布应力计算 3. 围岩位移计算 4. 围岩压力计算与控制 2015-9-21 1 CH6 地下工程围岩稳定性分析 本章学习要点： 掌握围岩、围岩应力、围岩压力、支护反力等 重要概念； 掌握洞室围岩应力分布特征、变形破坏的类型 与特征； 掌握围岩压力计算方法。 基本概念：围岩、围岩应力、围岩压力、支护 反力、应力集中系数、松动围岩压力、形变围岩 压力。 2015-9-21 2 第6章地下工程围岩稳定性分析 6.1 概述 地下工程：是人工开挖或天然存在于岩体内、具有一 定断面形状和尺寸的构筑物的统称，又称为地下洞室 (underground cavity)或地下建筑。 1. 地下工程分类 按照用途：交通隧道，水工隧道，地下厂房，地下 军事工程，矿山巷道硐室。 按洞壁是否受压：有压洞室，无压洞室。 按断面形状：圆形，矩形，城门形，马蹄形。 按存在状态：水平洞室，倾斜洞室，竖井三类。 按围岩介质：土洞，岩洞。 按洞室应力情况：单式洞室，群洞。 2015-9-21 3 第6章地下工程围岩稳定性分析 6.1 概述 2. 地下工程围岩应力分析方法 根据围岩结构不同，可采用不同的分析方法： 坚硬致密块状岩体：弹性力学分析； 完整结构岩体(各向同性、异性) ：弹塑性力学分析; 块状结构岩体：块体平衡理论分析； 碎裂和松散结构岩体：松散体力学分析 (普氏压力拱理论，太沙基理论) 3. 地下工程造成的岩体力学作用 ①重分布应力状态：开挖洞室周边岩体向开挖空间松 张变形，使围岩中的重新分布形成新的应力状态。 2015-9-21 4 第6章地下工程围岩稳定性分析 6.1 概述 3. 地下工程造成的岩体力学作用 ①重分布应力状态：开挖洞室周边岩体向开挖空间松 张变形，使围岩中的重新分布形成新的应力状态。 ②围岩变形、位移、破坏：重分布应力岩体承受能 力； ③围岩压力：变形、破坏的围岩对支护衬砌施加一定 的载荷，又称为地压； ④围岩抗力：有压洞室内的高内水压力通过衬砌或洞 壁传递给围岩而在围岩中产生的反力。 2015-9-21 5 第6章地下工程围岩稳定性分析 6.2 围岩重分布压力计算 内容：①开挖前原岩应力状态的确定； ②开挖后围岩重分布应力(二次应力) 的计算； ③支护衬砌后围岩应力状态的改善。 围岩应力重分布作用：地下工程开挖导致一定范围 内原岩应力、应变调整而引起岩体中原岩应力大小、 方向和性质改变的作用。 围岩：指围岩重分布应力状态影响范围内的岩体。 2015-9-21 6