培训课件：围岩压力.pptVIP

四、围岩松动压力的形成 作用在支护结构上的围岩松动压力总是远远小于其上覆盖地层自重所造成的压力。这可以用围岩的“成拱作用”来解释。 实践证明，天然拱范围的大小除了受上述的围岩地质条件、支护结构架设时间、刚度以及它与围岩的接触状态等因素影响外。还取决于以下诸因素： 隧道的形状和尺寸。 隧道的埋深。 施工因素。 对铁路隧道来说，浅埋地段一般都出现在洞口附近，或漫坡进洞地段，或隧道的某一较长区段处于天然台地之下，因隧道接近地表，坑道开挖往往使整个覆盖层受到扰动，较易发生洞顶坍塌，有时会使地表开裂下陷，因此会产生较大的围岩压力。 2、当隧道埋置深度hq≤ h≤Hp 从松散介质极限平衡的角度，对施工过程中岩体运动的情况进行分析：若不及时支护，或施工时支护下沉，会引起洞顶上覆盖岩体EFHG的下沉与移动，而且它的移动受到两侧其它岩体的挟持，反过来又带动了两侧三棱体ACE和BDF的下滑，形成两个破裂面(为了简化，假定它们都是与水平面成角的斜直面AC和BD)。研究洞项上覆盖岩体EFHG的平衡条件，即可求出作用在支护结构上的围岩松动压力。 滑动岩体重力=滑面上的阻力+支护结构的反作用力 （围岩松动压力）则 围岩松动压力=滑动岩体重力-滑面上的阻力。 ? 作用在支护结构上总的垂直压力 取三棱体BDF作为脱离体分析 ? 围岩垂直匀布松动压力 ? 围岩水平匀布松动压力 四、练习 某隧道洞口段为Ⅳ 级，地形如下页图所示。试求A、B处的松动压力 。 思考题 铁路隧道深浅埋围岩松动压力如何计算？ 式中 ? 按梯形分布 ? 按匀布压力 注：已知 A B 7.4m 8.8m 4m 8m * * * * 围岩压力 一、围岩压力的定义：引起地下开挖空间周围的岩体和支护结构变形或破坏的作用力。狭义理解：围岩压力是指围岩作用在支护结构上的力。 原岩 毛洞 稳定洞室 开挖 支护 围岩压力 地层对洞室的作用力 广义：包括有、无支护时的压力 狭义：仅指对支护的压力 （二）围岩压力分类 1．松动压力～围岩变形过大，发生松动而形成的压力。 2．形变压力～围岩变形在有限范围内而形成的压力。 这是最重要的两种压力形态。 问题： 1.这两种压力性质上有何不同？ 2.压力的性质与围岩稳定性有何关系？ 3．膨胀压力～膨胀性岩层。 4．冲击压力～明洞，落石； 暗洞，坍方、岩爆。 3．膨胀压力～膨胀性岩层。 4．冲击压力～明洞，落石； 暗洞，坍方、岩爆。 3．膨胀压力～膨胀性岩层。 4．冲击压力～明洞，落石； 暗洞，坍方、岩爆。 3．膨胀压力～膨胀性岩层。 4．冲击压力～明洞，落石； 暗洞，坍方、岩爆。 通过一个在水平成层的围岩中开挖隧道的例子，来说明隧道开挖后围岩又变形到坍塌成拱的整个变化过程。 (a) 变形阶段； (b) 松动阶段； (c) 塌落阶段； (d) 成拱阶段。 围岩松动压力的形成 将隧道所形成的相对稳定的拱称为“天然拱”或“塌落拱”。它如同一个承载环一样承受着上覆地层的全部重量，并且将荷载向两侧传递下去。这就是围岩的“成拱作用”。而天然拱范围内破坏了的岩体的重量，就是作用在支护结构上的围岩松动压力的来源。 4.4.2 影响围岩压力的因素 ㈠地质因素 1.岩体初始应力状态 2.岩石力学性质 3.岩体结构面 4.地下水等 ㈡工程因素 1.施工方法 2.支护设置时间 3.支护本身刚度 4.隧道断面形状等 影响自然拱的因素： ●隧道埋深～成拱的必要条件 ●隧道断面形状和大小～拱的范围 ●施工因素～对围岩的扰动程度 2、围岩压力的确定方法 直接量测法 理论估算法 统计法（经验法、工程类比法） 围岩压力的计算： I一III级围岩取: Hp＝2hq IV～VI级围岩取: Hp＝2.5hq 式中： 为围岩容重； s 为围岩级别； 为宽度影响系数，由 w=1+i（B-5）计算，B 为坑道宽度，i 为B每增减1m时的围岩压力增减率，当 B＜5m时，取 i =0.2，当