地下工程圍巖壓力講義

地下工程圍巖壓力講義原巖應(yīng)力初始應(yīng)力的組成自重應(yīng)力場(chǎng)和構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)

原巖應(yīng)力的變化規(guī)律①地應(yīng)力是個(gè)非穩(wěn)定應(yīng)力場(chǎng)②實(shí)測(cè)垂直應(yīng)力基本上等于上覆巖體重力③水平應(yīng)力一般大于垂直應(yīng)力④側(cè)壓系數(shù)在淺部范圍內(nèi)隨深度增加而增加，而在深部則隨深度增加而減小。⑤兩個(gè)水平應(yīng)力并不相等確定原巖應(yīng)力的方法（1）現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)法ⅰ直接法。直接法是指巖體應(yīng)力由測(cè)量?jī)x器所記錄的補(bǔ)償應(yīng)力、平衡應(yīng)力或其他應(yīng)力量直接決定，無(wú)需知道巖石的物理力學(xué)性質(zhì)和應(yīng)力——應(yīng)變的關(guān)系。這類方法包括早期的扁千斤頂法、剛性圓柱應(yīng)力計(jì)法以及后來(lái)的水壓致裂法、聲發(fā)射法等。其中水壓致裂法是目前應(yīng)用較為廣泛的一種直接量測(cè)方法。地應(yīng)力恢復(fù)法（groundstressrestorationmethod）是測(cè)量巖石絕對(duì)應(yīng)力的一種方法。先在巖塊表面上安裝不同方向的三個(gè)應(yīng)變計(jì)，記錄它們的初讀數(shù)；接著在巖塊上掏槽，使槽長(zhǎng)遠(yuǎn)大于槽寬，并使槽壁與巖塊表面直交，再記錄應(yīng)變計(jì)的讀數(shù)；最后，把扁千斤頂固裝在槽內(nèi),并逐漸增加千斤頂內(nèi)的油壓，使之逐漸施壓于槽壁，直至三個(gè)應(yīng)變計(jì)恢復(fù)到未掏槽時(shí)的初讀數(shù)為止，此時(shí)千斤頂施加于槽壁的壓強(qiáng)即等于槽壁平面原有的法向應(yīng)力。因扁千斤不能對(duì)槽壁施加張力和剪力，故此法只適用于測(cè)量主平面上的主應(yīng)力。●直接量測(cè)：主要采用壓力盒、壓力傳感器等，壓力盒按工作原理分為機(jī)械作用式、電測(cè)式和液壓式等，目前使用較多的是鋼弦式壓力盒。ⅱ間接法。在間接法中，測(cè)試儀器不是直接記錄應(yīng)力或應(yīng)力變化值，而是測(cè)量某些與應(yīng)力有關(guān)的間接物理量的變化，然后，根據(jù)己知的應(yīng)力——應(yīng)變關(guān)系，由測(cè)得的間接物理量，計(jì)算出測(cè)點(diǎn)的原巖應(yīng)力值。這類方法有應(yīng)力解除法、松弛應(yīng)變測(cè)量法、地球物理方法等。其中，應(yīng)力解除法是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的方法，也是目前唯一能夠比較準(zhǔn)確地確定巖體中三維應(yīng)力狀態(tài)的方法。地應(yīng)力解除法（groundstressreliefmethod）又稱地應(yīng)變解除法是目前常用的一種絕對(duì)地應(yīng)力測(cè)量方法。它用的測(cè)量元件有許多類型，如電阻片型、鋼弦型和壓磁電感型等，而以壓磁電感型元件用得較多。使用這種元件測(cè)量地應(yīng)力時(shí)，先在被測(cè)地點(diǎn)鉆一小孔，把三個(gè)元件放進(jìn)孔內(nèi)，使之分別與小孔的三個(gè)不同方向的直徑取向一致；然后在每個(gè)元件上預(yù)加一定的壓力，同時(shí)記錄三個(gè)元件的電感值；接著用套鉆在小孔四周掏挖環(huán)形圓槽，使被測(cè)點(diǎn)的巖石與其周圍巖體分離，此時(shí)再記錄三個(gè)元件的電感值。根據(jù)兩次電感值的差異，按一定公式，算出垂直于孔軸的兩個(gè)主應(yīng)力的大小和方向。

●間接量測(cè)：利用量測(cè)隧道襯砌的應(yīng)變、變形來(lái)推算作用在其上的圍巖壓力的方法，即間接量測(cè)法。如電阻應(yīng)變片、鋼筋應(yīng)變計(jì)、遙測(cè)應(yīng)變計(jì)、混凝土應(yīng)變磚等（2）構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)地質(zhì)力學(xué)分析法巖體中的一切構(gòu)造形跡，如巖層傾斜、褶曲、破裂和錯(cuò)動(dòng)等，無(wú)一不是巖體在地應(yīng)力作用下形成的永久變形的形象，是地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的力學(xué)作用的殘跡。因此。根據(jù)構(gòu)造形跡可以宏觀地反推出地應(yīng)力的性質(zhì)和方向，這就是地質(zhì)力學(xué)分析的基本概念。

（3）構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的位移反演法構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的反演法是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)位移來(lái)反推巖體應(yīng)力場(chǎng)的方法?；诖朔?，不僅可以反演原巖應(yīng)力場(chǎng)，而且還可反演巖體參數(shù)。

ⅰ應(yīng)力反分析法。該法是依據(jù)在工程區(qū)域內(nèi)有限個(gè)實(shí)測(cè)應(yīng)力值，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)力學(xué)模型，推求整個(gè)工程區(qū)域內(nèi)的初始應(yīng)力場(chǎng)；ⅱ位移反分析法。該法是基于現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)位移來(lái)反推系統(tǒng)的力學(xué)特征及其地質(zhì)背景的初始參數(shù)（即工程區(qū)域內(nèi)的力學(xué)特征參數(shù)、初始地應(yīng)力等）；?；旌戏捶治龇?。反分析所采用的信息既有位移量測(cè)值，又有應(yīng)力（或荷載）量測(cè)值。1、圍巖壓力的概念

●圍巖壓力：是指圍巖作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力?！駠鷰r壓力按作用力發(fā)生形態(tài)分為：⑴松散壓力：是指由于開挖而松動(dòng)或坍塌的巖體以重力形式直接作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)的壓力。

⑵形變壓力：是指由于圍巖變形受到與之密貼的支護(hù)的抑制，而使圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同變形過(guò)程中，圍巖對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施加的接觸壓力。

⑶膨脹壓力：是指由于圍巖吸水而膨脹崩解所引起的壓力。

⑷沖擊壓力：是指圍巖中積累了大量的彈性變性能之后，由于隧道的開挖，圍巖的約束被解除，

⑴松散壓力：常通過(guò)下列三種情況發(fā)生：

①在整體穩(wěn)定的巖體中，可能出現(xiàn)個(gè)別松動(dòng)掉塊的巖石；②在松散軟弱的巖體中，坑道頂部和兩側(cè)片幫冒落；③在節(jié)理發(fā)育的裂隙巖體中，圍巖某些部位沿弱面發(fā)生剪切破壞或拉壞等局部塌落。

⑵形變壓力：是指由于圍巖變形受到與之密貼的支護(hù)如錨噴支護(hù)等的抑制，而使圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同變形過(guò)程中，圍巖對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施加的接觸壓力。形變壓力除與圍巖應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)外，還與支護(hù)時(shí)間和支護(hù)剛度有關(guān)。

⑶膨脹壓力：是指由于圍巖吸水而膨脹崩解所引起的壓力。它與形變壓力的基本區(qū)別在于它是由吸水膨脹引起的。

⑷沖擊悠壓力由：是指圍框巖中積司累了大封量的彈路性變性微能之后模，由于拜隧道的娘開挖，哄圍巖的肯約束被晶解除，芳能量突俗然釋放動(dòng)所產(chǎn)生載的壓力奸。沖擊奔?jí)毫Ψナ菐r干體能雜量的森積累峰與釋逃放問(wèn)努題，針?biāo)蕴c壘彈性紙模量拴直接則相關(guān)惡。彈熔性模涂量較刪大的念巖體犧，在醫(yī)高地喊應(yīng)力摔作用長(zhǎng)下，具易于占積累榜大量決的彈蔽性變鍛形能爐，一疊旦遇隔到適注宜條紐奉件，錢就會(huì)什突然皆猛烈輔的大國(guó)量釋括放。2、圍恩巖松描散壓憐力的戒產(chǎn)生開挖扮隧道妹所引畫起的勾圍巖涉松動(dòng)街和破韻壞的坑范圍績(jī)有大襖有小屑，對(duì)魚于一這般裂輛隙巖璃體中勤的深圍埋隧鈴道，低其波并及范再圍僅局限在溫隧道周循圍一定渣深度，作農(nóng)用在牌支護(hù)蠢結(jié)構(gòu)勸上的故圍巖鵝松散乏壓力末遠(yuǎn)遠(yuǎn)憲小于褲其上健覆巖珍層自袍重所姐造成缺的壓婦力，猜這可抽用圍豬巖的“成拱串作用”來(lái)解絕釋。2、圍巖咬松散壓帝力的產(chǎn)眠生⑴棗隧道布開挖努后，鬼在圍股巖應(yīng)責(zé)力重塔分布熔過(guò)程猜中，楊頂板織開始笛沉陷救，并陪出現(xiàn)榴拉斷哄裂紋綢，可搞視為我變形厘階段焰；⑵頂怒板的裂俊紋繼續(xù)痕發(fā)展并哈且張開年，由于族結(jié)構(gòu)面媽切割等躬原因，寺逐漸轉(zhuǎn)次變?yōu)樗砂羷?dòng)，可權(quán)視為松名動(dòng)階段獵；⑶頂獸板巖體擠視其強(qiáng)知度的不筒同而逐隊(duì)步坍塌領(lǐng)，可視套為坍塌斧階段；⑷頂講板塌落均停止，鵲達(dá)到新舞的平衡從，此時(shí)壞其界面氧形成一玻近似的亡拱形，勿可視為鄰成拱階跟段。深埋阿隧道擊的自不然拱罩圈自然貓拱的困范圍六的大窩小除受上潑述的圍侄巖地質(zhì)贊條件、波支護(hù)結(jié)即構(gòu)架設(shè)押時(shí)間、孔剛度以兔及它與孩圍巖的誘接觸狀邪態(tài)外，院還取決尾于以下去諸因素禮：⑴隧道脆的形考狀和衡尺寸：隧腹道拱勒圈越熔平坦治，跨授度越羽大，熔則自卻然拱災(zāi)越高替，圍崇巖松尚散壓火力也銷越大估；⑵隧吵道的埋速深：實(shí)踐證劃明，只便有當(dāng)隧仿道埋深隱超過(guò)某甜一臨界瘡值時(shí)，裳才有可焦能形成條自然拱刃。習(xí)慣茶上稱這害種隧道幻玉為深埋擋隧道，書否則為測(cè)淺埋隧鳳道。由尋于淺埋細(xì)隧道不更能形成活自然拱連，所以兩，它的惰圍巖壓適力的大神小與埋池置深度禍直接相訂關(guān)。⑶櫻施工求因素遞：如爆破尿所產(chǎn)生舉的震動(dòng)紡，常常洋是引起浮塌方的援重要原片因之一逃，造成游圍巖壓導(dǎo)力過(guò)大肅，又如策分部開奔挖多次陶擾動(dòng)圍火巖，也造會(huì)引起蛛圍巖失侄穩(wěn)，加黨大自然盲拱范圍論。淺埋騎隧道古不能嶼形成爽拱圈3、圍不巖壓迅力的矛確定熟方法圍巖帝壓力參的確兇定目吉前常障用有拍下列伐三種患方法憂：●芒直接誰(shuí)量測(cè)傻法●側(cè)經(jīng)驗(yàn)繭法或擔(dān)工程撐類比焦法●理瀉論估算訴法●直接量舒測(cè)法：是一根種切布合實(shí)蝴際的條方法助，對(duì)寬隧道魔工程院而言典，也遠(yuǎn)是研塘究發(fā)棒展的趁方向港；但晌由于器受量山測(cè)設(shè)救備和發(fā)技術(shù)尋水平冬的制賞約，旺目前記還不會(huì)能普看遍適銹用。●經(jīng)驗(yàn)悶法或拍工程葡類比黑法：是根據(jù)鈴大量以棕前工程免的實(shí)際體資料的藍(lán)統(tǒng)計(jì)和龜總結(jié)，巷按不同體圍巖分庭級(jí)提出身圍巖壓淺力的經(jīng)滲驗(yàn)數(shù)值牛，作為柔后建隧帳道工程詳確定圍均巖壓力堤的依據(jù)霧的方法拒。是目識(shí)前使用扎較多的堂方法。⑴深埋隧夏道圍巖燒壓力的牛確定(工程信類比閥法)圍巖朽豎向質(zhì)勻布珍壓力p按下式創(chuàng)計(jì)算：p=晚0.4沙5×織2s-街1×γ織ω姐(恭kN為/m2)式中井：S—圍巖級(jí)禍別，如文屬II級(jí)，港則S＝2；γ—圍巖容延重，(k頸N/新m3)；ω＝1+眾i(B互-5)—寬度影塌響系數(shù)怒；B—隧道寬浸度，（m）；i—以B＝5m為基準(zhǔn)輸，B每增欄減1m時(shí)的灣圍巖踩壓力事增減顛率。當(dāng)B<5啟m，取i＝0.2；當(dāng)B躲>系5m,取i＝0.戒1。⑴深埋隧握道圍巖淡壓力的睬確定(工程智類比辯法)p米=喊0.德45爽×地2s-1×γ幻玉ω堪(邀kN皇/m2)●適用里條件①H/構(gòu)B疾<漠1.勻7，霸式中H為隧膏道高正度；②梁深埋吳隧道更；③梨不產(chǎn)粗生顯船著偏墳壓力陸及膨驅(qū)脹力距的一包般隧饒道；④采率用鉆爆擊法施工疑的隧道忌?！駠鷰r的驗(yàn)水平均團(tuán)布?jí)毫的確定靜，按下擾表中的喊經(jīng)驗(yàn)公傻式計(jì)算圍巖級(jí)別I、IIIIIIVVVI水平勻布?jí)毫?<0.15p(0.15～0.3)p(0.3～0.5)p(0.5～1.0)p●鐵路新駕規(guī)范：p＝γhh=捷0.蛙41些×1禮.7敲9S這是晌全國(guó)104己6座鐵路海隧道得殃出的經(jīng)旨驗(yàn)公式毒，其中S—新規(guī)脾范圍說(shuō)巖的忍分級(jí)。注：鐵路隧題道跨度姐小于公株路隧道圍巖鳥壓力鏈分布察特征基于闊有界甘破裂奶區(qū)的欠計(jì)算盾方法這一事計(jì)算奇方法魄是將逼破裂嗎區(qū)內(nèi)尾的巖報(bào)體自圍重作跟為隧窩洞支言護(hù)上本的荷恭載。練為了霜確定費(fèi)破裂銹區(qū)的支范圍色，必叮須首氧先對(duì)私破裂潔區(qū)的睛邊界定線作欠出假違定，朝如認(rèn)夸為是膽拋物球線、碰半橢譽(yù)圓形睛等，梁此外既還有憐采用習(xí)彈塑粱性區(qū)含的分刮界面宗作為論破裂納區(qū)的闊邊界討線。粉普氏醋壓力青拱理崇論、療康姆封端爾棉的巖做體破承碎理比論，餅以及釋卡柯師彈塑盡性理藏論都怨屬于熟這一城類計(jì)心算方怠法。瓶其中誘以普蔽氏壓仿力拱瀉理論秩在我片國(guó)應(yīng)窄用最發(fā)廣。普氏惡假定慌壓力跪拱形絕狀為面二次發(fā)拋物頭線形裂，壓退力拱糟高按姑經(jīng)驗(yàn)陣確定頭，它懸取決開于隧賀洞跨抱度和冶巖石毅性質(zhì)晨。普塊氏采回用下健式確爹定壓鄙力拱槐高：f-鳳--依-巖石疫堅(jiān)固回性系數(shù)，嶄又稱普怖氏系數(shù)澆。f=Rc/10圍巖豎剩向壓力傲為：側(cè)向閱圍巖醋壓力⑵淺埋隧漲道圍巖終松散壓姥力的計(jì)餅算①戴深、寨淺埋幫隧道忠的判題定原眨則●隧道漂埋深故不同豬，確使定圍孤巖壓組力的廚計(jì)算融方法專不同抵，應(yīng)以隧勞道頂眾部覆場(chǎng)蓋層般能否喪形成“自然角拱”為原則。●深埋隧扇道圍巖修松散壓鄰力值是墾以施工坍方平都均高度(等效荷渴載高度盛值)為根拼據(jù)，珍為了棚形成溉此高聰度值響，隧告道上孫覆巖里體就參有一火定的鹿厚度梳。根淺據(jù)經(jīng)辦驗(yàn)，柄這個(gè)笨深度通常蕩為2～2.速5倍的蟲坍方衡平均級(jí)高度始值①深、辟淺埋借隧道斯的判偏定原義則Hp＝（2～2.5）hp式中:Hp—深淺克埋隧派道分嶼界深清度;hp—荷載等永效高度叔，按下處式計(jì)算笑：hp＝p/浴γp—深埋隧徹道豎向仗均布?jí)簠R力kN／m2；γ—圍巖容堆重（kN／m2）。在礦山卻法施工催的條件泥下I一III級(jí)圍巖撲取Hp＝2hpIV～VI級(jí)圍花巖取Hp＝2.致5hp當(dāng)隧道蒙覆蓋層站厚度H≥孫Hp時(shí)為深師埋，H＜Hp時(shí)為淺語(yǔ)埋②淺埋隧伶道圍巖憂壓力的輩確定方衫法●埋深(H)小于或彎等于等斷效荷載毅高度hp時(shí)，惹荷載勿視為袋均布館豎向誘壓力p=慚γH式中:p—?jiǎng)虿贾巢钾Q領(lǐng)向壓品力；γ—深度上柴覆圍巖蜘容重；H—隧道埋完深，指數(shù)隧道頂?shù)A至地面皇的距離恢。②淺埋士隧道訪圍巖筋壓力哀的確刑定方桿法側(cè)向壓柿力e，按勻百布考慮芹時(shí)，其撫值為：e=既γ(渠H+凳1/炭2Hi)tg2(4倉(cāng)50–庭Φ/劉2)式中:e—側(cè)向分勻布籍壓力心；γ—圍巖容諸重，以kN/蝕m3計(jì)；H—隧道脈埋深塌，以m計(jì)；Hi—隧道招高度眠，以m計(jì)；Φ一圍巖計(jì)算南摩擦潑角，可查挺有關(guān)規(guī)栗范。圍巖的楚物理力旬學(xué)參數(shù)圍巖級(jí)別重度（Kn/m3）彈性抗力系數(shù)（MPa/m）變形模量（GPa）泊松比內(nèi)摩擦角（°）粘聚力（MPa）計(jì)算摩擦角（°）Ⅰ26～281800～2800＞33＜0.2＞60＞2.1＞78Ⅱ25～271200～180020～330.2～0.2550～601.5～2.170～78Ⅲ23～25500～12006～200.25～0.339～500.7～1.560～70Ⅳ20～23200～5001.3～60.3～0.3527～390.2～0.750～60Ⅴ17～20100～2001～20.35～0.4520～270.05～0.240～50Ⅵ15～17＜100＜10.4～0.5＜20＜0.230～40●埋深大及于hp、小誰(shuí)于等嫌于Hp時(shí)采用直松散躍介質(zhì)橡極限行平衡蜘理論低進(jìn)行毀分析錢，即蹦：圍遮巖松粗動(dòng)壓五力=滑動(dòng)巖朵體重量漠－滑面竊上的阻倚力（1）巖柱舍理論考慮打到隧增洞兩臂側(cè)的夏巖體抄也可廈能下好滑，桌需將橋可能蚊滑動(dòng)俱的巖嶼柱寬衣度比趣隧洞謊寬度行適當(dāng)符增大采，并聾考慮撒巖柱止的應(yīng)警力傳叮遞頂部誦壓力怎為：（2）太沙故基公式太沙基纖認(rèn)為，抵隧洞開項(xiàng)挖后，丹巖體將紫沿OA劑B曲面滑植動(dòng)，作走用在隧起洞頂部介的壓力絨等于滑搬動(dòng)巖體奴的重量糊減去滑土移面上族摩擦力厘的垂直翠分量。為推導(dǎo)南簡(jiǎn)單起兔見(jiàn)，太朗沙基又進(jìn)一謠步假定割巖體沿彩垂直面AC滑動(dòng)節(jié)，而葬且假佛定滑癢動(dòng)體中任匙意水平梳面上的曠垂直壓力粒為均隆布?；〉芈犆嫦露嚷裰蒙畹葄處，滑劉動(dòng)體的柄體寬為2a1，厚為dz的單元體，由賺垂直方嶄向平衡條件得厭：邊界鋒條件濫為：平衡閥方程趟為：隧洞第頂部遷的圍飲巖壓穴力為幅：——為靜見(jiàn)止側(cè)掉壓力聽系數(shù)摟，太男沙基涌取為1.0；——地面超島載。（3）側(cè)恢向圍誰(shuí)巖壓領(lǐng)力按擋土嚼墻理論船來(lái)計(jì)算理論估夠算法圍巖摩應(yīng)力種與變陰形的笛線彈敘性分哲析由于開歇挖，洞內(nèi)室周圍錘地層中修應(yīng)力大稼小和主汗應(yīng)力方安向發(fā)生蛙了變化曉，這種臥現(xiàn)象叫訂做應(yīng)力慈的重分閱布，把醉重分布姐后的應(yīng)絹力狀態(tài)睬叫做圍拉巖二次銜應(yīng)力狀王態(tài)。對(duì)于晨裂隙言不多骨的堅(jiān)面硬巖觸體，頑或?qū)ε嘤诹谚€隙巖泊體、漁軟弱僚巖體僑，如貼果圍姜巖應(yīng)皮力不暗高，華當(dāng)采苗用緊蹤蝶跟作殃業(yè)面馬的施疑工方凳法及鞋支護(hù)否向圍便巖提沾供很軋大的擦抗力馬時(shí)，施圍巖岸有可歇能處扛于彈吃性狀違態(tài)，融如再歸略去寫其各逗向異渴性的鞏影響孫，那逆么可痕以應(yīng)炎用線互彈性慨理論汽分析尼。1.無(wú)襯破砌圓鄙形洞伯室的她圍巖償應(yīng)力跑與變析形應(yīng)力分?jǐn)y析應(yīng)力集坐中系數(shù)（環(huán)向蘿應(yīng)力與P0的比值疊）討論洞室兩生側(cè)容易依壓碎，城頂?shù)兹輽n易拉壞圍巖逐位移u——徑向卻位移鏡，以雀向洞骨內(nèi)方狠向?yàn)榻y(tǒng)正；v——切向位何移，以爬順時(shí)針卡方向?yàn)閯┱?；在軸怖對(duì)稱夾情況由下，雞即2.圍巖與籍支護(hù)相顫互作用令的應(yīng)力芒與位移襯砌的蛇應(yīng)力和完變形r0、r1--景---延--襯砌帶的外半館徑和內(nèi)課半徑襯砌材澡料剛度探系數(shù)由洞壁慎的位移緊與襯砌診外徑的床位移相薄等得到襯砌抗意力（其輝反作諒用力即為圍飛巖對(duì)支腳護(hù)的彈挖性變形辰壓力）3.開挖面鵝的空間賓效應(yīng)4.立即支植護(hù)與延績(jī)遲支護(hù)仇的計(jì)算立即支景護(hù)就是指緊貼開眠挖面進(jìn)讓行支護(hù)孫，開挖電面處已幟釋放的遮彈性位予移較小宅，將來(lái)信作用在漸支護(hù)上回的壓力六較大；延遲穩(wěn)支護(hù)且就是束離開串挖面蓮一段也距離奶進(jìn)行霉支護(hù)所，此幫時(shí)支決護(hù)處獸已釋榜放的穗彈性縮慧位移壩較大奇，將臣來(lái)作培用在矩支護(hù)投上的懇壓力弓較小枕；由于是斬線彈性銅關(guān)系，顛計(jì)算圍巖料與支監(jiān)護(hù)相侵互作供用的擺應(yīng)力燦與位縱移時(shí)光，可期采用AP0代替蜂上述回公式灰中的P0，A=訂1-詞ur/ur0（ur為洞碼壁實(shí)等際釋新放的展位移聚，ur0為無(wú)折支護(hù)逼時(shí)洞似壁所割能釋臥放的肆位移金）5.非圓窗形洞粗室的跟圍巖洋應(yīng)力橢圓形犁洞室其它洞派形（直游墻拱、牲曲墻拱處）的簡(jiǎn)絨化計(jì)算貨采用等構(gòu)代圓法6.無(wú)襯震砌洞敢室的壁最佳續(xù)形狀使圍巖知保持穩(wěn)競(jìng)定的最竿佳洞形餡是具有瓣一定軸息比的橢定圓。如果洞乓形周邊他的應(yīng)力搭等于原廣巖應(yīng)力局張量的代第一不歇變量，并保任持沿書洞周薄各點(diǎn)攔的應(yīng)傍力不混變，纏那么崖就能辰得到描最小呼的應(yīng)力集麗中，這些種洞形烘也就是懇諧洞。等應(yīng)蒼力軸找比零拉應(yīng)蔽力軸比洞頂歸不出產(chǎn)現(xiàn)拉僵應(yīng)力亡的條牧件為洞壁兩識(shí)側(cè)不出咸現(xiàn)拉應(yīng)燙力的條敏件圍巖應(yīng)喊力與位檢移的彈懼塑性分壟析1.概述圍巖扔破壞寫的兩廢種情柏況：拉裂破飼壞，圍巖浮局部區(qū)瀉域的拉核應(yīng)力達(dá)木到了抗原拉強(qiáng)度折，產(chǎn)生爐局部受滑拉分離李破壞；剪切舟破壞，局習(xí)部區(qū)抓域的少剪應(yīng)匯力達(dá)圣到巖丹體抗瞞剪強(qiáng)障度，才從而莊使這丸部分肝圍巖跪進(jìn)入景塑性挽狀態(tài)斑，但擊其余罷部分南圍巖繡仍然夫處于宗彈性約狀態(tài)夸。設(shè)計(jì)線人員累可以近通過(guò)僚改變滴隧洞枕形狀瘋和軸嫁比來(lái)仰消除叢圍巖然中的辣拉應(yīng)同力，計(jì)所以遺一般能情況餅下，臥圍巖俊破壞膽主要仍是剪仆切破壓壞。進(jìn)入姻塑性息狀態(tài)框的圍悶巖分錘為兩蘿部分：塑性戶承載映區(qū)（外圈還），與普開挖前構(gòu)的初始雕應(yīng)力相擊比,外圈的附應(yīng)力高炸于初始升應(yīng)力，災(zāi)它與圍豈巖彈性春區(qū)中應(yīng)鋸力升高款部分合爆在一起豆稱作圍摩巖承載蓮區(qū)。塑性松輕動(dòng)區(qū)（內(nèi)圈參），松燦動(dòng)區(qū)內(nèi)餓應(yīng)力和從強(qiáng)度都遷有明顯難下降，劍裂隙擴(kuò)牙張?jiān)龆喙?，容積掀擴(kuò)大，穴出現(xiàn)了蟲明顯的饑塑性滑窯移，這悔時(shí)沒(méi)有穴足夠的這支護(hù)抗進(jìn)力就不伶能使圍艘?guī)r維持勁平衡狀閑態(tài)。2.軸對(duì)稱膛應(yīng)力條緩件下圍唯巖應(yīng)力液的彈塑卸性分析概述塑性區(qū)辰滿足平帖衡方程述與塑性鞭條件，衫塑性區(qū)膜外圍的臟彈性區(qū)齊滿足平飼衡方程銹和彈性餃條件，化在彈性野區(qū)與塑丟性區(qū)交倒界處既瞎?jié)M足彈蔽性條件車又滿足哨塑性條惑件。軸對(duì)誰(shuí)稱條斧件下幅，塑漲性區(qū)臟為一符個(gè)等白厚度旋圓塑性區(qū)村求解平衡方聲程塑性待條件邊界條也件當(dāng)r=陜r(jià)0時(shí)塑性區(qū)統(tǒng)應(yīng)力支護(hù)車抗力戴與塑襖性區(qū)煤的半獸徑設(shè)塑丙性區(qū)綠的半妻徑為R0，在彈、普塑性區(qū)晴的界面紐奉上（r=R0），彈性區(qū)足（鑄）的上應(yīng)力為彈塑艘性邊防界上旋的應(yīng)繞力滿敞足聯(lián)立克兩式罷解得支護(hù)產(chǎn)抗力待與塑責(zé)性區(qū)挺半徑醬的關(guān)心系結(jié)論：塑性崇區(qū)半仍徑越嗓小，鍋支護(hù)屋抗力臥越大葛；反粗之依嘆然；在圍巖拋穩(wěn)定的釣前提下顛，擴(kuò)大樓塑性區(qū)登半徑，宜可降低為維御持極限嬌平衡狀潑態(tài)所需現(xiàn)的支護(hù)眉抗力，弦從而充分發(fā)卻揮了圍蒼巖的自趕承作用炊。位移青分析松動(dòng)區(qū)慚半徑設(shè)松電動(dòng)區(qū)動(dòng)與承散載區(qū)支界面蛋處的唱半徑衡為R，松歷動(dòng)區(qū)錦邊界土上環(huán)諷向正掏應(yīng)力江為原走巖應(yīng)膏力，丙即解得圍巖彈諷塑性變概形壓力圍巖松蜘動(dòng)區(qū)內(nèi)瓶的滑裂聲面為一紹對(duì)對(duì)數(shù)霸螺線。假設(shè)松陰動(dòng)區(qū)內(nèi)剝強(qiáng)度己警大大下鞠降，滑綱移巖體盾已無(wú)絲怪毫自承請(qǐng)作用，斥松動(dòng)區(qū)紋內(nèi)滑移腦體的全山部重量被要由支徐護(hù)抗力辣來(lái)承受掉，由此乓有，如果壁考慮除到實(shí)按際情肅況下裝，真先正作黃用在憤支護(hù)挺結(jié)構(gòu)留上的嘆壓力必應(yīng)當(dāng)據(jù)是松趙動(dòng)區(qū)恢的重催力與娘承載傭區(qū)傳餐遞過(guò)我來(lái)的雷變形魔壓力愿相疊絨加，端簡(jiǎn)化科考慮蟲，取彈塑性苗變形壓讀力為巖爆巖爆高天來(lái)然應(yīng)纖力的念彈脆扛性巖四體地下孔開挖荒工程開挖卸礎(chǔ)荷及特有殊的地都質(zhì)構(gòu)造漆作用周邊巖畫體中應(yīng)停力高度梁集中，斯積聚于鬼較高的吵彈性應(yīng)掩變能當(dāng)開挖汽體圍巖退中應(yīng)力軟超過(guò)巖戲體的容乒許極限指狀態(tài)1.巖爆瘡的產(chǎn)瓶生條義件1)圍巖鼻應(yīng)力川條件判斷上巖爆員發(fā)生償?shù)膽?yīng)倚力條涉件有僑兩種尾方法母：一是彩用洞秩壁的裁最大亞環(huán)向招應(yīng)力σθ與圍巖劇單軸抗欠壓強(qiáng)度σc之比統(tǒng)值作者為巖挖爆產(chǎn)件生的暮應(yīng)力霉條件女；一是用帆天然應(yīng)取力中的偵最大主旨應(yīng)力σ1與巖忘塊單樹軸抗?jié)M壓強(qiáng)鳥度σc之比進(jìn)們行判斷。經(jīng)驗(yàn)公旺式σ1／σc大于0.1眾65～0.恰35的脆洋性巖威體最偏易發(fā)捎生巖鬧爆。2)巖性勵(lì)條件彈性丈變形饅能系嗓數(shù)ω：加弟載到0.霸7σ影c后再卸亂載至0.0陽(yáng)5σc時(shí)，卸墨載釋放爬的彈性衰變形能有與加載網(wǎng)吸收的頑變形能虛之比的針百分?jǐn)?shù)絲式。當(dāng)ω＞70％時(shí)息，會(huì)泥產(chǎn)生垃巖爆呆，ω越大再發(fā)生慮巖爆繁的可距能性素越大聯(lián)。應(yīng)變辭能消竹耗比搜：巖專石單餐向壓嚴(yán)縮時(shí)弟，達(dá)幅到強(qiáng)陰度極辜限前緣瑞積累眾于巖旨石內(nèi)省的應(yīng)恭變能大與強(qiáng)煙度極問(wèn)限后升消耗撓于巖搞石破睬壞的糊應(yīng)變纖能之猜比。式中：FOAB為曲滾線OA脂B包圍的躁面積；FBAC為曲日線BAC包圍的待面積。n＜1時(shí)，扒不會(huì)登發(fā)生骨巖爆祝；n＞1時(shí)，可多能發(fā)生蔑巖爆。2.影響桂巖爆意的因膛素1)地質(zhì)構(gòu)訴造巖爆六大都面發(fā)生主在褶挎皺構(gòu)萌造中底。巖爆與齒斷層、附節(jié)理構(gòu)薯造密切宵相關(guān)。識(shí)當(dāng)掌子吵面與斷欣裂或節(jié)殘理走向符平行時(shí)百，容易遼觸發(fā)巖燒爆。巖體男中節(jié)顧理密傲度和寧張開肚度對(duì)質(zhì)巖爆廣有明牲顯的漆影響覺(jué)。據(jù)滅南非攀金礦穿觀測(cè)撥表明棋，節(jié)秧理間蜜距小城于40c者m，且穗張開學(xué)的巖擴(kuò)體中條，一額般不片發(fā)生島巖爆喬。掌蝕子面兔巖體績(jī)中有長(zhǎng)大量昏巖脈緊穿插物時(shí)，讀也將趕發(fā)生日巖爆偶。2)洞室埋撲深隨著洞清室埋深垃增加，痛巖爆次伐數(shù)增多控，強(qiáng)度狼也增大外。發(fā)生運(yùn)巖爆的轉(zhuǎn)臨界深喪度H可按下尤式估算：（3）巖讓爆形爐成機(jī)蔬理和壟圍巖諸破壞頌區(qū)分稍帶1)劈裂成拍板階段貴（巖爆炒孕育）垂直量洞壁拴方向斥受張戒應(yīng)力搜作用頸而產(chǎn)蟻生平診行于番最大閃環(huán)向片應(yīng)力敘的板縱狀劈黎裂。僅在洞