第五章-地下工程地質(zhì)問題課件

工程地質(zhì)

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GeologyinEngineering1第五章地下工程地質(zhì)問題概述第一節(jié)地下洞室變形及破壞的基本類型第二節(jié)地下洞室特殊地質(zhì)問題第三節(jié)圍巖分級及其應用2第五章地下工程地質(zhì)問題概述2地下工程：

是指建筑在地面以下及山體內(nèi)部的各類建(構)筑物，也稱為地下硐室，如地下工廠、地下車庫、地下商店、倉庫等。3地下工程：3一、巖體及巖體結構的概念二、地應力主要內(nèi)容概述4一、巖體及巖體結構的概念主要內(nèi)容概述4一、巖體及巖體結構的概念（一）巖體巖體具有不連續(xù)性、非均質(zhì)性和各向異性的特點。5一、巖體及巖體結構的概念（一）巖體5（二）結構面1.原生結構面2.構造結構面3.次生結構面6（二）結構面6結構體類型(a)方柱（塊）體；(b)菱形柱體；(c）三棱柱體；(d)楔形體；(e)錐形體;(f)板狀體;(g)多角柱體;(h)菱形塊體（三）結構體7結構體類型(a)方柱（塊）體；(b)菱形柱體；(c）三結構體形狀、大小、產(chǎn)狀和所處位置不同，其工程穩(wěn)定性大不一樣。8結構體形狀、大小、產(chǎn)狀和所處位置不同，其工程穩(wěn)定性大（四）巖體結構及類型表5-1巖體結構-----巖體中結構面和結構體的組合關系

巖體結構類型-----巖體中結構面和結構體的組合類型9（四）巖體結構及類型表5-1巖體結構-----巖體中二、地應力巖體中的地應力場是各種不同成因、不同時期應力場疊加綜合的結果。構造應力和自重應力是地應力中最主要和經(jīng)常起作用的因素。地應力基本規(guī)律：10二、地應力巖體中的地應力場是各種不同成因、不同時期應力場一、圍巖應力引起的變形與破壞二、圍巖構造控制的變形與破壞三、松散圍巖的變形與破壞主要內(nèi)容第一節(jié)地下洞室變形及破壞的基本類型11一、圍巖應力引起的變形與破壞主要內(nèi)容第一節(jié)地下洞室變形及破圍巖：地下洞室挖開后，洞室周圍地應力變化范圍內(nèi)的巖體。一般在地下洞室橫剖面最大尺寸的3-5倍范圍內(nèi)。圍巖應力的變化將引起圍巖變形與破壞。一、圍巖應力引起的變形與破壞12圍巖：地下洞室挖開后，洞室周圍地應力變化范圍內(nèi)的巖體。一般卸荷回彈：洞室周邊圍巖應力差異最大，變形與破壞首先從洞室周邊開始。（一）圍巖應力的變化規(guī)律13卸荷回彈：（一）圍巖應力的變化規(guī)律13（二）圍巖應力引起的變形與破壞類型1.張裂塌落2.劈裂剝落14（二）圍巖應力引起的變形與破壞類型143.碎裂松動4.彎折內(nèi)鼓153.碎裂松動155.巖爆6.塑性擠出7.膨脹內(nèi)鼓165.巖爆16二、圍巖構造控制的變形與破壞在構造控制下以沿結構面（斷裂面）剪切滑移為主。17二、圍巖構造控制的變形與破壞在構造控制下以沿結構面（斷裂面三、松散圍巖的變形與破壞1.重力坍塌2.塑流涌出18三、松散圍巖的變形與破壞1.重力坍塌18一、洞室涌水二、腐蝕三、地溫四、瓦斯五、巖爆主要內(nèi)容第二節(jié)地下洞室特殊地質(zhì)問題19一、洞室涌水主要內(nèi)容第二節(jié)地下洞室特殊地質(zhì)問題19一、洞室涌水（一）相似比擬法1.由實測導坑涌水量推算2.由已開挖地段涌水量推算（二）水均衡法20一、洞室涌水（一）相似比擬法20（三）地下水動力學法（1）（2）21（三）地下水動力學法（1）（2）21（一）腐蝕類型（二）腐蝕標準（三）腐蝕嚴重程度1.無腐蝕2.弱腐蝕3.中等腐蝕4.強腐蝕（四）腐蝕易發(fā)生地區(qū)二、腐蝕22（一）腐蝕類型二、腐蝕22三、地溫地熱增溫率G約為：

1°/33m洞室埋深處的溫度估算：

T=T0+（H-h）G23三、地溫地熱增溫率G約為：23四、瓦斯瓦斯(gas):地下洞室有害氣體的總稱，其中以甲烷（CH4）為主。甲烷為空氣重量的0.55倍，常聚積在洞室的頂部。24四、瓦斯瓦斯(gas):地下洞室有害氣體的總稱，24五、巖爆25五、巖爆25一、圍巖分級二、圍巖穩(wěn)定性分析方法主要內(nèi)容第三節(jié)圍巖分級及其應用26一、圍巖分級主要內(nèi)容第三節(jié)圍巖分級及其應用26（一）圍巖質(zhì)量分級（二）N.Barton巖體分類（三）鐵路隧道圍巖分級一、圍巖分級27（一）圍巖質(zhì)量分級一、圍巖分級27（一）圍巖分級評價法（二）解析法1.連續(xù)介質(zhì)力學分析方法2.極限平衡分析方法（三）圖解分析法（四）模型、模擬試驗法二、圍巖穩(wěn)定性分析方法28（一）圍巖分級評價法二、圍巖穩(wěn)定性分析方法2829293030工程地質(zhì)

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GeologyinEngineering1第五章地下工程地質(zhì)問題概述第一節(jié)地下洞室變形及破壞的基本類型第二節(jié)地下洞室特殊地質(zhì)問題第三節(jié)圍巖分級及其應用32第五章地下工程地質(zhì)問題概述2地下工程：

是指建筑在地面以下及山體內(nèi)部的各類建(構)筑物，也稱為地下硐室，如地下工廠、地下車庫、地下商店、倉庫等。33地下工程：3一、巖體及巖體結構的概念二、地應力主要內(nèi)容概述34一、巖體及巖體結構的概念主要內(nèi)容概述4一、巖體及巖體結構的概念（一）巖體巖體具有不連續(xù)性、非均質(zhì)性和各向異性的特點。35一、巖體及巖體結構的概念（一）巖體5（二）結構面1.原生結構面2.構造結構面3.次生結構面36（二）結構面6結構體類型(a)方柱（塊）體；(b)菱形柱體；(c）三棱柱體；(d)楔形體；(e)錐形體;(f)板狀體;(g)多角柱體;(h)菱形塊體（三）結構體37結構體類型(a)方柱（塊）體；(b)菱形柱體；(c）三結構體形狀、大小、產(chǎn)狀和所處位置不同，其工程穩(wěn)定性大不一樣。38結構體形狀、大小、產(chǎn)狀和所處位置不同，其工程穩(wěn)定性大（四）巖體結構及類型表5-1巖體結構-----巖體中結構面和結構體的組合關系

巖體結構類型-----巖體中結構面和結構體的組合類型39（四）巖體結構及類型表5-1巖體結構-----巖體中二、地應力巖體中的地應力場是各種不同成因、不同時期應力場疊加綜合的結果。構造應力和自重應力是地應力中最主要和經(jīng)常起作用的因素。地應力基本規(guī)律：40二、地應力巖體中的地應力場是各種不同成因、不同時期應力場一、圍巖應力引起的變形與破壞二、圍巖構造控制的變形與破壞三、松散圍巖的變形與破壞主要內(nèi)容第一節(jié)地下洞室變形及破壞的基本類型41一、圍巖應力引起的變形與破壞主要內(nèi)容第一節(jié)地下洞室變形及破圍巖：地下洞室挖開后，洞室周圍地應力變化范圍內(nèi)的巖體。一般在地下洞室橫剖面最大尺寸的3-5倍范圍內(nèi)。圍巖應力的變化將引起圍巖變形與破壞。一、圍巖應力引起的變形與破壞42圍巖：地下洞室挖開后，洞室周圍地應力變化范圍內(nèi)的巖體。一般卸荷回彈：洞室周邊圍巖應力差異最大，變形與破壞首先從洞室周邊開始。（一）圍巖應力的變化規(guī)律43卸荷回彈：（一）圍巖應力的變化規(guī)律13（二）圍巖應力引起的變形與破壞類型1.張裂塌落2.劈裂剝落44（二）圍巖應力引起的變形與破壞類型143.碎裂松動4.彎折內(nèi)鼓453.碎裂松動155.巖爆6.塑性擠出7.膨脹內(nèi)鼓465.巖爆16二、圍巖構造控制的變形與破壞在構造控制下以沿結構面（斷裂面）剪切滑移為主。47二、圍巖構造控制的變形與破壞在構造控制下以沿結構面（斷裂面三、松散圍巖的變形與破壞1.重力坍塌2.塑流涌出48三、松散圍巖的變形與破壞1.重力坍塌18一、洞室涌水二、腐蝕三、地溫四、瓦斯五、巖爆主要內(nèi)容第二節(jié)地下洞室特殊地質(zhì)問題49一、洞室涌水主要內(nèi)容第二節(jié)地下洞室特殊地質(zhì)問題19一、洞室涌水（一）相似比擬法1.由實測導坑涌水量推算2.由已開挖地段涌水量推算（二）水均衡法50一、洞室涌水（一）相似比擬法20（三）地下水動力學法（1）（2）51（三）地下水動力學法（1）（2）21（一）腐蝕類型（二）腐蝕標準（三）腐蝕嚴重程度1.無腐蝕2.弱腐蝕3.中等腐蝕4.強腐蝕（四）腐蝕易發(fā)生地區(qū)二、腐蝕52（一）腐蝕類型二、腐蝕22三、地溫地熱增溫率G約為：

1°/33m洞室埋深處的溫度估算：

T=T0+（H-h）G53三、地溫地熱增溫率G約為：23四、瓦斯瓦斯(gas):地下洞室有害氣體的總稱，其中以甲烷（CH4）為主。甲烷為空氣重量的0.55倍，常聚積在洞室的頂部。54四、瓦斯瓦斯(gas):地下洞室有害氣體的總稱，24五、巖爆55五、巖爆25一、圍巖分級二、圍巖穩(wěn)定性分析方法主要內(nèi)容第三節(jié)圍巖分