圍巖壓力計算方法概要課件

圍巖壓力計算方法概要課件目錄圍巖壓力概述圍巖壓力計算方法圍巖壓力計算實例圍巖壓力控制措施圍巖壓力計算的發(fā)展趨勢01圍巖壓力概述指在地下洞室開挖后，由于開挖空間周圍巖體失去平衡，對洞室四周圍巖產(chǎn)生的作用力。圍巖壓力圍巖壓力的大小圍巖壓力分類與巖體的物理力學(xué)性質(zhì)、地下水狀況、洞室形狀和施工方法等因素有關(guān)。根據(jù)作用力的性質(zhì)，可分為松動壓力、塑性形變壓力、膨脹壓力和滲透壓力等。030201圍巖壓力定義圍巖壓力來源地下洞室開挖后，巖體失去支撐，在自重作用下產(chǎn)生向下的力。地下水在巖體中產(chǎn)生滲透壓，對圍巖產(chǎn)生側(cè)向壓力。地下洞室開挖后，巖體內(nèi)部應(yīng)力釋放，產(chǎn)生側(cè)向膨脹壓力。如爆破震動、施工方法等也會對圍巖產(chǎn)生壓力。巖體自重地下水作用應(yīng)力釋放施工因素如巖石的硬度、抗壓強度、彈性模量等。巖體的物理力學(xué)性質(zhì)如水位高低、水壓大小等。地下水狀況如洞室跨度、高度、斷面形狀等。洞室形狀如開挖方式、支護方式等。施工方法圍巖壓力的影響因素02圍巖壓力計算方法

解析法解析法基于力學(xué)理論，通過建立數(shù)學(xué)模型來描述圍巖的應(yīng)力分布和變形規(guī)律，從而計算圍巖壓力。優(yōu)點理論性強，可以推導(dǎo)出明確的計算公式，適用于簡單地質(zhì)條件和工程問題。缺點對于復(fù)雜的地質(zhì)條件和工程問題，建立準確的數(shù)學(xué)模型較為困難，且難以考慮圍巖的非均質(zhì)性和各向異性。通過計算機數(shù)值計算來模擬圍巖的應(yīng)力分布和變形過程，從而計算圍巖壓力。數(shù)值模擬法可以模擬復(fù)雜的地質(zhì)條件和工程問題，考慮圍巖的非均質(zhì)性和各向異性，適用于各種類型的圍巖壓力計算。優(yōu)點計算量大，需要較高的計算機技術(shù)和較長的計算時間，且數(shù)值模擬的精度受多種因素影響。缺點數(shù)值模擬法優(yōu)點計算簡便，適用于具有類似地質(zhì)條件和工程問題的圍巖壓力計算。經(jīng)驗公式法基于大量的實測數(shù)據(jù)和工程實踐經(jīng)驗，總結(jié)出圍巖壓力的計算公式。缺點公式參數(shù)需要根據(jù)具體工程地質(zhì)條件進行調(diào)整，且對于不同地區(qū)和不同工程類型，公式適用性可能存在差異。經(jīng)驗公式法03圍巖壓力計算實例基于彈性力學(xué)理論，通過求解偏微分方程來獲得圍巖壓力。適用于具有簡單形狀和邊界條件的圍巖。彈性力學(xué)解析法考慮圍巖的塑性變形，通過求解塑性力學(xué)方程來計算圍巖壓力。適用于高應(yīng)力、大變形的情況。塑性力學(xué)解析法將問題轉(zhuǎn)化為邊界積分方程，通過離散化邊界來求解圍巖壓力。適用于復(fù)雜形狀和邊界條件的圍巖。邊界元法解析法實例離散元法將圍巖離散為一系列剛性塊體，通過模擬塊體之間的相互作用來計算圍巖壓力。適用于具有復(fù)雜邊界條件的圍巖。有限差分法將問題轉(zhuǎn)化為差分方程，通過離散化時間和空間來計算圍巖壓力。適用于具有簡單形狀和邊界條件的圍巖。有限元法基于變分原理，將問題轉(zhuǎn)化為求解泛函極值的問題，通過離散化單元來計算圍巖壓力。適用于各種形狀和邊界條件的圍巖。數(shù)值模擬法實例基于朗肯循環(huán)理論，通過經(jīng)驗公式來計算圍巖壓力。適用于具有簡單形狀和邊界條件的圍巖。朗肯公式基于布萊克理論，通過經(jīng)驗公式來計算圍巖壓力。適用于具有復(fù)雜形狀和邊界條件的圍巖。布萊克公式基于庫侖理論，通過經(jīng)驗公式來計算圍巖壓力。適用于具有簡單形狀和邊界條件的圍巖。庫侖公式經(jīng)驗公式法實例04圍巖壓力控制措施錨桿支護適用于各種類型的圍巖，尤其在軟弱、破碎的圍巖中效果更佳。錨桿支護可以有效控制圍巖變形和破壞，提高圍巖的自承載能力，減少對支護結(jié)構(gòu)的依賴。錨桿支護是一種常見的圍巖壓力控制措施，通過在圍巖中鉆孔并插入錨桿，利用錨桿的錨固力來提高圍巖的穩(wěn)定性。錨桿支護噴射混凝土支護是一種快速、有效的圍巖壓力控制措施，通過噴射混凝土在圍巖表面形成一層保護層，防止圍巖風(fēng)化、剝落和變形。噴射混凝土支護適用于各種硬度的圍巖，尤其在節(jié)理裂隙發(fā)育的圍巖中應(yīng)用廣泛。噴射混凝土支護可以提高圍巖的整體性和穩(wěn)定性，增強圍巖的自承載能力，降低對支護結(jié)構(gòu)的依賴。噴射混凝土支護注漿加固是一種通過注漿管將漿液注入圍巖內(nèi)部的壓力控制措施，通過漿液的膠結(jié)作用使破碎、松散的圍巖膠結(jié)成一個整體，提高圍巖的承載能力。注漿加固適用于各種類型的圍巖，尤其在軟弱、破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育的圍巖中效果更佳。注漿加固可以有效控制圍巖變形和破壞，提高圍巖的整體性和穩(wěn)定性，降低對支護結(jié)構(gòu)的依賴。注漿加固05圍巖壓力計算的發(fā)展趨勢03專家系統(tǒng)利用專家知識和經(jīng)驗，建立圍巖壓力計算的決策支持系統(tǒng)，提高計算精度和可靠性。01機器學(xué)習(xí)算法利用歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過訓(xùn)練模型來預(yù)測圍巖壓力。常見的算法包括支持向量機、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。02數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)通過分析大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)圍巖壓力變化的規(guī)律和趨勢，為預(yù)測提供依據(jù)。人工智能在圍巖壓力計算中的應(yīng)用流固耦合考慮地下水流動和圍巖變形的相互影響，建立流固耦合模型來計算圍巖壓力。熱固耦合考慮溫度變化和圍巖變形的相互影響，建立熱固耦合模型來計算圍巖壓力。力化學(xué)耦合考慮化學(xué)反應(yīng)和圍巖變形的相互影響，建立力化學(xué)耦合模型來計算圍巖壓力。多物理場耦合的圍巖壓力計算方法123基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論，將圍巖離散為有限個單元，通過求解每個單元的平衡方程來計算圍巖壓力。有限元法將問題轉(zhuǎn)化為邊界積分方程，通過