隧道力学作者李文江第1讲课件.pptVIP

隧 道 力 学 第一章 绪论 第二章 围岩的基本力学性质 第三章 岩体的初始应力场 第四章 隧道施工力学效应 第五章 隧道结构类型及构造 第六章 围岩与支护结构的相互作用 第七章 隧道支护结构设计计算方法 第八章 隧道稳定性分析 本课程讲授的主要内容 隧道的概念与工程特点 隧道施工方法简介 隧道力学及其主要研究内容 隧道力学的发展简介 第一章 绪 论 一、 隧道的概念及工程特点 1 隧道的概念 狭义定义：用以保持地下空间作为交通孔道的工程建筑物。 广义定义：以某种用途，在地面下用任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面积大于2m2的洞室。 按不同的分类方式不同的分类方法： 围岩 隧道体系： 支护 2 隧道体系的构成 围岩：隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩（土）体，或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩（土）体。 支护：初期支护和二衬，起作用主要是“支”和“护” 3 隧道工程特点 赋存条件的复杂性 结构体系本体的不确定性 围岩稳定程度对隧道结构安全性影响极大 结构荷载的不确定性 施工过程因素对隧道结构安全和洞室稳定影响重大 建成后改建和维修难度大 隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管理的总称。 二、隧道施工方法 放映 顶进法施工 返回 表1-2-1 常见隧道施工方法一览表 序号 施工方法 环境场地要求 优点 缺点 发展方向 1 明挖法 施工场地要开阔，附近建筑物较少，地层为软岩或土体 进度快，工作面大，便于机械和大量劳动力投入 破坏环境生态，影响交通，带来尘土和噪声污染 (1)建立有效井点降水系统； (2)建立可靠的支撑系统； (3)实现大型土方机械、混凝土搅拌及运输机械化 2 盖挖法 施工地段交通繁忙，要求阻断交通时间短，多用于城市浅埋隧道 占用场地时间短，对地面干扰小，安全 施工工序复杂，交叉作业，施工条件差 (1)建立合理的施工管理网络、交叉施工和流水作业线； (2)采用地下小型施工机具； (3)将地下连续墙作为永久衬结构的一部分；提高钻孔桩柱施工质量控制和托换技术 3 钻爆法 施工地段为岩石或坚硬土体 对地面干扰小 机械化程度低，劳动强度高，环境恶劣，风险大 (1)采用多臂钻孔台车，自动装药引爆装置； (2)采用光面爆破，喷锚支护，监控数据反馈指导设计和施工方法 4 浅埋暗挖法 软弱地层 对地面干扰小，造价较高，便于小型机具作业 机械化程度低，劳动强度高，洞内施工环境恶劣、风险大 (1)发展可靠的浅层地基处理技术； (2)小型灵活的地下开挖机械； (3)采用可靠的临时支护措施和机具 5 盾构法 城市软弱地层 对地面影响小，机械化程度高，安全，工人劳动强度低，进度快 设备复杂，价格昂贵，施工工艺繁琐，需专业施工队伍 (1)开发适用不同地质条件、自动更换刀盘的气压、土压、泥水平衡盾构，超前探测排障技术； (2)采用钢纤维挤压混凝土衬砌； (3)开发三维仿真计算机管理系统，管理信息化，自动化； (4)研制自动导向，中途对接异型盾构 6 沉管法 跨越江河湖海 速度快，隧道断面大 占用航道，要有专门的驳船、下沉、对接机具，水下作业，风险大 (1)实现大型涵管制作及驳运技术； (2)实现水下定位、对接、防水技术 7 掘进 机法 坚硬岩石地质 速度快，机械化程度高，安全，对地面无干扰 造价高，技术复杂，刀具易磨损 (1)开发国产高性能掘岩机； (2)改进高强合金刀具； (3)完善后配备系统； (4)改进超前不良地质探测与加固系统 三、隧道力学及其主要研究内容 隧道力学：主要是研究隧道体系（包括围岩和支护结构）力学行为的一门学科，是探讨在隧道修建过程乃至使用过程中，当其周围物理、力学环境（包括力场、温度场、地下水等）发生变化后，隧道体系作出响应的一门力学分支。 力学基础：以岩体力学和结构设计原理为主要基础，并综合吸收了土力学、工程地质力学、弹塑性理论、流变力学以及建筑材料等基础领域的必威体育精装版成果。 研究内容 工程地质体的研究 围岩稳定性的研究 围岩与支护结构的相互作用 支护结构体系的评价 隧道体系施工过程的时空演化问题 重点、难点内容 1.隧道的定义。 2.隧道的工程特点？ 3.常见的施工方法 1.简述隧道的概念及其工程特点。 2.简述隧道施工的常用方法及其适用性。 作业题 岩石的基本力学性质 岩石的流变特性 岩石的强度理论 岩体的基本力学性质 第二章 围岩的基本力学性质 第一节 概述 一、基本概念 岩石：是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律聚集而成的自然物体。按地质成因类型可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。 结构面：是指具有极低的或没有抗拉强度的不连续面，包括一切地质分离面。 岩体：作为岩块和各种结构面共同组成的综合体。 二、围岩的地质分类