《工程地質(zhì)》課件-學(xué)習(xí)情景9 地下洞室圍巖穩(wěn)定性評價

《工程地質(zhì)》Engineeringgeology學(xué)習(xí)情景9地下洞室圍巖穩(wěn)定性評價Engineeringgeology

010203認(rèn)識圍巖壓力地下洞室圍巖穩(wěn)定工程地質(zhì)條件分析隧道圍巖變形破壞的預(yù)防措施學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)難點學(xué)習(xí)重點學(xué)習(xí)目標(biāo)地下洞室圍巖穩(wěn)定工程地質(zhì)條件分析知道圍巖壓力學(xué)會地下洞室圍巖穩(wěn)定工程地質(zhì)條件分析了解隧道圍巖變形破壞的預(yù)防措施。圍巖壓力地下洞室圍巖穩(wěn)定工程地質(zhì)條件分析隧道圍巖變形破壞的預(yù)防措施9.1認(rèn)識圍巖壓力Engineeringgeology

0102基本概念：圍巖及圍巖應(yīng)力

圍巖應(yīng)力的重分布學(xué)習(xí)內(nèi)容

一、基本概念（1）圍巖由于開挖地下洞室，周圍的初始應(yīng)力發(fā)生變化的巖體。應(yīng)力重分布的影響范圍，一般為隧洞半徑的5-6倍，在此范圍之外，巖體仍處于原始應(yīng)力狀態(tài)。通常所說的圍巖，就是指受應(yīng)力重分布影響的那一部分巖體。一、基本概念040302圍巖應(yīng)力（二次應(yīng)力）：開挖地下洞室時發(fā)生重分布后的圍巖中的應(yīng)力。圍巖（山巖）壓力：地下建筑物的圍巖在重分布應(yīng)力作用下產(chǎn)生塑性變形破壞而產(chǎn)生的作用于支護結(jié)構(gòu)上的壓力。圍巖壓力是作用于地下建筑支護結(jié)構(gòu)上的主要外力，其性質(zhì)和大小取決于地應(yīng)力狀態(tài)和巖體特性。（一）應(yīng)力重新分布的一般特征（圖7-1）二、圍巖應(yīng)力的重分布圍巖中任意一點應(yīng)力，可用下式計算：σr=σ[1—（r2/R2）]σθ=σ[1+（r2/R2）]（學(xué)生解釋）從式（7-1）和（7-2）可知，隧洞開挖后應(yīng)力重分布的主要特征是徑向應(yīng)力(σr)向洞壁方向逐漸減小，至洞壁處為零。而切向應(yīng)力(σθ)在洞壁增大，如在A點它比開挖前要大兩倍(圖7-1、2)。應(yīng)力重分布的影響范圍，一般為隧洞半徑的5-6倍，在此范圍之外，巖體仍處于原始應(yīng)力狀態(tài)。通常所說的圍巖，就是指受應(yīng)力重分布影響的那一部分巖體。（二）圍巖的松動圈和承載圈

0102基本概念：圍巖及圍巖應(yīng)力

圍巖應(yīng)力的重分布學(xué)習(xí)小結(jié)END謝謝觀看！9.2地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析Engineeringgeology

0102地形條件巖性條件學(xué)習(xí)內(nèi)容03地質(zhì)構(gòu)造條件隧道是公路工程中與地質(zhì)條件關(guān)系最密切的工程建筑物。隧道的優(yōu)點是線路短、裁彎取直、減少開挖和填方工程量、抗震性高等。隧道位于地下，四周被各種圍巖包圍，處于各種不同的地質(zhì)構(gòu)造部位，可能遇到各種地質(zhì)問題。在進行公路規(guī)劃設(shè)計時，隧道位置的確定是先決問題之一。隧道位置的選擇，除取決于工程目的要求外，還需考慮地形、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水等地質(zhì)條件。地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析

1、地形條件隧道進、出口地段最好是基巖出露比較完整或坡積層較薄，地形邊坡應(yīng)下陡上緩，洞口巖層最好傾向山里，在地形陡的高邊坡開挖洞口時，應(yīng)不削坡或少削坡即進洞，以保證邊坡的穩(wěn)定性。洞口要避開滑坡、崩塌、沖溝、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地段，還要避開山麓殘積、坡積、洪積物等第四紀(jì)松散沉積物。隧道進出、口不宜選在排水困難的低洼處，也不應(yīng)選在傍河山嘴及谷口等易受流水沖刷的地段。地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析

2、巖性條件均質(zhì)厚層堅硬完整的硬質(zhì)巖（巖石飽和抗壓強度Rg＞30MPa），圍巖的穩(wěn)定性較好，能適應(yīng)各種斷面形狀的地下洞室；而軟質(zhì)巖（Rg＜30MPa）圍巖不穩(wěn)定。洞室位置應(yīng)盡量選在堅硬完整的巖漿巖、厚層堅硬的沉積層及變質(zhì)巖中，而應(yīng)避開軟弱巖石（如凝灰?guī)r、粘土巖、頁巖、膠結(jié)不好的砂礫巖、千枚巖及某些片巖等）和軟、硬互層或含軟弱夾層的巖體。地質(zhì)構(gòu)造是控制巖體完整性、穩(wěn)定性的重要因素，裂隙和斷層亦是地下水滲透的直接通道，隧道選址時應(yīng)盡量避開地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地區(qū)。①巖層產(chǎn)狀對隧道選址的影響。當(dāng)隧道軸線與巖層走向平行時，在水平或近水平的巖層中修建隧道，地質(zhì)條件較好，但應(yīng)將隧道位置選在厚層狀均質(zhì)巖層中。

3、地質(zhì)構(gòu)造條件在傾斜巖層中修建隧道，一般是不利的，因為開挖隧道切斷傾斜巖層后，容易造成隧道兩側(cè)邊墻所受的側(cè)壓力不一致，導(dǎo)致局部變形。在直立或近直立巖層中修建隧道，也是不利的，特別是將隧道位置選在其厚度與隧道跨度相等或小于隧道跨度的直立軟弱巖層中時，更是十分不利的；一定不能把隧道位置選在軟硬巖層的分界線上，因為隧道頂部的地層巖性不同，容易產(chǎn)生不均勻變形，或在地下水作用下向下滑動，破壞隧道。②褶皺對隧道選址的影響。橫穿向斜和背斜修建隧道時，隧道軸線上承受著不同的壓力，在向斜的軸部由于存在較強的擠壓力，巖層受擠壓破碎呈下墜態(tài)勢，開挖隧道時容易坍落，而且向斜軸部的裂隙中存在承壓地下水，開挖時有涌水的威脅。在背斜軸部由于巖層上拱，能很好地將上覆巖層的荷重傳遞到附近兩側(cè)巖體中去，而使背斜軸部拱曲最大部位的壓力變小，開挖隧道時巖塊坍落以及涌水的可能性較小。平行褶皺軸線方向修建隧道，地質(zhì)條件都不理想。首先，在背斜軸部選址，雖然巖層上拱使頂部壓力有所減弱，但背斜軸部的巖層處于張力作用下，遭受過強烈的破壞，不宜沿背斜軸線長距離開挖、修建隧道；

其次，沿向斜軸線開挖、修建隧道，對工程的穩(wěn)定性極為不利；

第三，若必須在褶曲巖層地段平行軸線方向修建隧道，可以將隧道軸線選在背斜或向斜的兩翼，條件相對好些。③斷裂對隧道選址的影響。斷層、斷裂破碎帶對隧道工程極為不利，隧道選址應(yīng)遠(yuǎn)離斷層，決不能沿斷層面走向修建隧道；在斷裂破碎帶地段修建隧道，應(yīng)特別慎重，尤其在破碎帶較寬、且斷層角礫、泥砂、碎石等尚未固結(jié)成巖地段，一般不允許平行破碎帶修建隧道。如果隧道選址必須穿越斷層或斷裂破碎帶，則應(yīng)將隧道軸線方向布置在與斷層或斷裂破碎帶走向垂直的方向，以使隧道中斷裂破碎帶占地最少或出露面積最小。

0102地形條件巖性條件學(xué)習(xí)小結(jié)03地質(zhì)構(gòu)造條件學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)難點學(xué)習(xí)重點學(xué)習(xí)目標(biāo)一、圍巖壓力二、地下洞室圍巖穩(wěn)定工程地質(zhì)條