地下硐室围岩稳定性分析.pdf

第八章 地下硐室围岩稳定性分析 第八章 地下洞室围岩稳定性分析 n 8.1 概述 n 8.2 围岩重分布应力计算 n 8.3 围岩的变形与破坏 n 8.4 围岩压力计算 n 8.5 围岩抗力与极限承载力 8.1 概述 地下洞室(underground cavity)是指人工开 挖或天然存在于岩土体中作为各种用途的构 筑物。 铜绿山古铜矿遗址内纵横交错的古代的采掘井巷 曹操地下运兵道 人工 天然 地下军事基地 地下洞室群 支护衬砌 蒙特利尔-这个加拿大第二大城市拥有世界上最大 的地下建筑群，面积约11.7平方公里，其中包括 4350间酒店房间、2727套公寓、930家零售商店、 68个地铁站、9个健身中心、3个滑冰场、两个图 书馆和一个教堂 世界城市地铁 世界十大地铁 1 ）莫斯科 （俄国) 2 ）东京 （日本) 3 ）纽约 （美国） 纽约地铁 巴黎地铁 4 ）墨西哥城 （墨西哥） 5 ）巴黎 （法国） 6 ）大阪 （日本） 7 ）列宁格勒 （前苏联） 8 ）伦敦 （英国） 9 ）汉城 （韩国） 10 ）香港 （中国） 伦敦地铁 莫斯科地铁 据美国物理学家组织网报道，在美国南达科他州 布莱克山山底深处，建筑工人正在建造世界上深 度最高的地下科学实验室，最深处达2438米， 过6个帝国大厦。借助于这个独一无二的实验室， 科学家试图揭开神秘粒子 暗物质的谜团。 清华大学和二滩水电开发有限责任公司签订战略合作 协议，协议的一项重要内容是，在覆盖层深度达2500 米以上的锦屏山引水隧洞旁，设立我国 一个极深地 下暗物质探测实验室 地下洞室的分类 按用途：矿山巷道 （井）、交通隧道、 水工隧道、地下厂房 （仓库）、地下军 事工程 按洞壁受压情况：有压洞室、无压洞室 按断面形状：圆形、矩形、城门洞形、 椭圆形 按与水平面关系：水平洞室、斜洞、垂 直洞室 （井） 按介质类型：岩石洞室、土洞 按应力情况：单式洞室、群洞 洞室围岩力学问题 洞室围岩力学问题 (1)地下开挖破坏了岩体天然应力的相对平衡状态， 洞室周边岩体将向开挖空间松胀变形，使围岩中的 应力产生重分布作用，形成新的应力状态，称为重 分布应力状态。 计算重分布应力 (2)在重分布应力作用下，洞室围岩将向洞内变形位 移。如果围岩重分布应力超过了岩体的承受能力， 围岩将产生破坏。 计算位移、确定破坏范围 (3)围岩变形破坏将给地下洞室的稳定性带来危 害，因而，需对围岩进行支护衬砌，变形破坏 的围岩将对支衬结构施加一定的荷载，称为围 岩压力(或称山岩压力、地压等)。 计算围岩 压力 (4)在有压洞室中，作用有很高的内水压力，并 通过衬砌或洞壁传 给围岩，这时围岩将产生 一个反力，称为围岩抗力