項目三圍巖分級及圍巖壓力計算

1、項目二 圍巖分級及圍巖壓力任務(wù)一 圍巖分級任務(wù)二 圍巖壓力 任務(wù)三 圍巖壓力計算圍巖充分穩(wěn)定不穩(wěn)定基本穩(wěn)定暫時穩(wěn)定任務(wù)一 圍巖分級 圍巖是指隧道開挖后其周圍產(chǎn)生應(yīng)力重分布范圍內(nèi)的巖體，或指隧道開挖后對其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的那部分巖體。 圍巖穩(wěn)定性則是指坑道開挖后圍巖自身在不支護條件下的穩(wěn)定程度。21 充分穩(wěn)定。坑道在長時間內(nèi)有足夠的自穩(wěn)能力，無需任何人為支護而能維持穩(wěn)定，無坍塌、偶爾有掉塊。2 基本穩(wěn)定?？拥罆虮啤r塊結(jié)合松弛等而產(chǎn)生局部掉塊，但不會引起坑道的坍塌，層間結(jié)合差的平緩巖層頂板可能彎曲、斷裂。3 暫時穩(wěn)定。坑道開挖后呈現(xiàn)出不同程度的坍塌現(xiàn)象，坍塌后的坑道呈拱形而處于暫時穩(wěn)定狀態(tài)。大

2、多數(shù)坑道是屬于這個類型。4 不穩(wěn)定?？拥涝跓o支護條件下是難以開挖的，隨挖隨坍，常常要先支后挖。 任務(wù)一 圍巖分級31、以巖石強度或巖石的物理性質(zhì)指標(biāo)為代表的分類方法隧道圍巖分級2、以巖體構(gòu)造、巖性特征為代表的分類方法。3、與地質(zhì)勘探手段相聯(lián)系的分級方法4、組合多種因素的分級方法任務(wù)一 圍巖分級4 我國現(xiàn)行隧道圍巖分級的方法：1、圍巖分級的基本因素巖石按堅硬程度劃分為極硬巖、硬巖、較軟巖、軟巖和極軟巖類；按巖體完整程度劃分為完整、較完整、較破碎、破碎和極破碎等類。2、我國隧道圍巖基本分級根據(jù)巖石堅硬程度和巖體完整程度將圍巖分為級。任務(wù)一 圍巖分級53、圍巖分級的影響因素及分級的修正（）地下水（）

3、初始應(yīng)力 圍巖級別地下水 狀態(tài)-圍巖級別應(yīng)力狀態(tài)極高應(yīng)力/高應(yīng)力/任務(wù)一 圍巖分級6巖體初始應(yīng)力狀態(tài)坑道開挖引起的圍巖應(yīng)力狀態(tài) 巖體應(yīng)力初始狀態(tài)，是指隧道開挖前未擾動的巖體應(yīng)力狀態(tài)。初始應(yīng)力主要考慮重力應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力。目前主要研究巖體重力所形成的應(yīng)力場。 坑道開挖后，因為坑道內(nèi)受力巖體移走，破壞了平衡狀態(tài)，使坑道周圍一定范圍內(nèi)巖體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了變化，同時圍巖產(chǎn)生向開挖空間的位移，促使應(yīng)力重新調(diào)整已達到新的平衡，這一現(xiàn)象稱作圍巖應(yīng)力重分布。圍巖應(yīng)力中分布后的狀態(tài)稱為二次應(yīng)力狀態(tài)。 圍巖壓力是指隧道開挖后，圍巖作用在隧道支護上的壓力，是隧道支撐或襯砌結(jié)構(gòu)的主要荷載之一。任務(wù)二 圍巖壓力圍巖壓力理

4、論7圍巖壓力及其分類1、松動壓力 由于開挖而松動或坍塌的巖體以重力形式直接作用在支護結(jié)構(gòu)上的壓力。2、形變壓力 是由于圍巖變形受到與之密貼的支護如錨噴支護的抑制，而使圍巖與支護結(jié)構(gòu)共同變形過程中，圍巖對支護結(jié)構(gòu)施加的接觸壓力。3、膨脹壓力 當(dāng)巖體具有吸水膨脹崩解的特征時，由于圍巖吸水而膨脹崩解所引起的壓力。4、沖擊壓力 當(dāng)在圍巖中積累了大量的彈性變形能之后，在開挖時，隧道由于圍巖的約束被解除，被積累的彈性變形能會突然釋放，引起巖塊拋射所產(chǎn)生的壓力。任務(wù)二 圍巖壓力8任務(wù)三 圍巖壓力計算 確定圍巖壓力的松動壓力有三種：現(xiàn)場實地測量法；理論公式計算法；統(tǒng)計法。一、深埋隧道圍巖松動壓力的確定方法1、

5、圍巖垂直均布松動壓力的確定 q=0.452s-12、圍巖水平均布松動壓力圍巖分級水平均布松動壓力e0(0-1/6)q(1/6-1/3)q(1/3-1/2)q(1/2-1)q9例某隧道穿越級圍巖，其開挖尺寸：凈寬7.4m，凈高8.8m，圍巖的天然重力密度=21kN/m3，試確定圍巖的松動壓力值。解：（1）驗算坑道的高度與跨度之比： Ht/B=8.8/7.4=1.21.7 （2）圍巖垂直均布松動壓力q值： 因B=7.45.0，故i=0.1， =1+0.1（7.4-5.0）=1.24 則q=0.4524-1211.24=0.094（MPa） （3）圍巖水平均布松動壓力e： e=（1/6-1/3）0.

6、094=0.016-0.031（MPa）任務(wù)三 圍巖壓力計算10二、淺埋隧道圍巖松動壓力的確定方法1、深、淺埋隧道的判定原則 Hp=（22.5）hq 當(dāng)隧道覆蓋層厚度HHp時為深埋， HHp時為淺埋。2、淺埋隧道圍巖松動壓力的確定方法 計算淺埋隧道圍巖松動壓力分兩種情況：（1）當(dāng)隧道埋深小于或等于等效荷載高度（2）當(dāng)隧道埋置深度大于等效荷載高度任務(wù)三 圍巖壓力計算11（1）作業(yè)：計劃在地面以下12m處修建一條隧道，此隧道穿越級圍巖，并且經(jīng)常有地下水滲出，其開挖尺寸為：凈寬4.88m，凈高6.0m，圍巖的天然重力密度21kN/m3，試確定圍巖的松動壓力值。1、圍巖修正；2、判斷深淺埋；3、驗算高

7、跨比；4、計算q；5、計算e。任務(wù)三 圍巖壓力計算12解：圍巖修正 已知隧道穿越級圍巖，并經(jīng)常有地下水滲出，所以修正為級圍巖，s=4； 判斷深、淺埋隧道 已知B5，所以i=0.2， =1+i（）0.976 hq=0.4526-s =1.7568m Hp= （22.5）hq=3.5136 4.392m 12m Hp，所以此隧道為深埋隧道。 驗算高跨比 Ht/B=6/4.88=1.231.7，所以可以采用（）式計算。 計算圍巖垂直均布松動壓力值，為q=0.452s-1 =0.074MPa 計算圍巖水平均布松動壓力值，為e= （1/61/3）q=0.012 0.024MPa任務(wù)三 圍巖壓力計算13（1）對于隧道在穿越分水嶺時，應(yīng)如何選擇位置？（2）隧道洞口選擇應(yīng)遵循哪些原則？（3）圍巖穩(wěn)定性的定義，具體分為哪幾類，詳細(xì)說明。（4）對于鐵路隧道和公路隧道，他們的凈空有何不同，具體說明。（5）兩個單線隧道與一個雙線隧道相比的優(yōu)缺點？（6）隧道中單坡形與人字坡形