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2.2硐室围岩的稳定性分析 在确定硐室的施工方法之前应做好在确定硐室的施工方法之前应做好硐室围岩的工程地质和水文地质勘测工作，以便为围岩的稳定性做出评价。硐室围岩的稳定性与硐室施工方法有关，在硐室密集区域施工时，应合理安排其施工顺序并根据围岩的稳定性分析判断允许围岩暴露的面积和时间，以选择合理的掘进方法。 硐室围岩的稳定性是指掘进后支护的难易程度，稳定性越差其支护难度就越大。围岩硐室稳定性分析是设计硐室断面形状和规格、确定硐室位置、合理选择施工方法和支护形式的基础。目前围岩稳定性分析主要有以下几种。 2.2硐室围岩的稳定性分析 1.硐室围岩稳定性的力学分析方法 硐室围岩的稳定性主要决定于围岩应力和围岩岩体强度。当围岩应力没有超过岩体的强度时，围岩处于弹性变形阶段，围岩是稳定的；一旦围岩应力超过岩体的强度，围岩开始破坏并失去稳定性。 通常根据莫尔强度理论，对于均质各向固性的岩体的稳定性判别。但在岩体中确定应力值是个复杂的问题，特别是对于形状复杂的硐室更是如此。 2.2硐室围岩的稳定性分析 2.硐室围岩稳定性的地质分析方法 这种分析方法在我国地下工程施工中广泛应用，成功地解决了一批实际工程问题。这种方法是只从岩体结构面的产状人手，分析岩体中发育的结构面的组合情况，判断硐室施工后硐顶和硐壁的稳定状态。 结构面对硐室岩稳定性的影响，不仅反映在结构面本身的特征上，更主要地反映在结构面所造成的分离体上。分离体的尺寸较硐室的跨度为小时，就会影响到硐室围岩的稳定性。 2.2硐室围岩的稳定性分析 如图2-1 所示的薄层和中厚层相间存在时，拱顶一般要塌落到中厚层以后便会趋于稳定。形状平缓的薄层并有垂直于层面的节理时，其顶板的塌落将出现一个尖拱，如图2-2所示。上面两种情况是两帮的岩体较为稳定时的状态，若岩层倾斜，在垂直于层面的节理作用下，顶板塌落的范围将变大，还可能引起两帮岩体的塌落，如图2-3所示。 2.2硐室围岩的稳定性分析 图2-1 拱顶塌落形式之一 图2-2 拱顶塌落形式之二 图2-3拱顶塌落形式之三 图2-4 平缓厚层状岩体的变形和破坏 2.2硐室围岩的稳定性分析 塌落方式取决于层面的连接强度和节理的发育程度。平缓厚层状岩体在结构应力作用下，在水平面上会产生“ × ”形节理或断裂，根据“×”形断裂所产生的节理面和层面的组合关系不同，在拱形处可能出现不同形状的分离体（板状、柱状等），如图2-4所示，并对硐室的稳定性产生影响。 当结构面的走向与硐室轴线方向一致时，两条（或两组）倾向相反连续性强的断层或裂隙将形成“∧”形塌落拱，如图2-5(a)所示。当两组倾角大的裂隙或断层虽不相交，但被另一组倾角小的结构面所切割时，将形成“∏”形塌落拱，如图2-5(b)所示。倾角大的软弱结构面会引起硐壁的滑移而造成硐室的失稳。图2-6所示的是硐壁岩体在两组裂隙作用下所出现的分离体。 2.2硐室围岩的稳定性分析 图2-5 (a) ∧”形塌落拱 (b) “∏”形塌落拱 图2-6 裂隙作用下硐壁岩体失稳 2.2硐室围岩的稳定性分析 用地质分析法判断硐室围岩稳定性，主要是找出可能出现的分离体，并根据分离体所在的位置的岩体强度指标进行分析。如果确定分离体可能塌落，就必须进行支护，并在施工时采取措施，防止分离体塌落。 3.围岩松动圈支护理论对围岩的稳定性分析 在岩体内开挖硐室，硐室围岩各质点的原有应力的平衡状态受到破坏，各质点就要产生位移调整，以达到新的平衡状态。这就是硐室围岩应力的重新分布或简称应力重分布。围岩应力重分布产生应力集中，硐室周边围岩也由原来的三向应力状态变为二向应力状态。 2.2硐室围岩的稳定性分析 硐室开挖后的应力重分布通常称为二次应力或次生应力。在坚固的岩体中，次生应力远小于硐室围岩自身强度，硐室表现为稳定。在脆性岩体中，当次生应力超过岩体自身强度时，硐室的周边出现裂隙，其原来的完整性和连续性受到破坏，破裂范围逐渐向岩体内扩展，直到建立起新的平衡为止。破裂范围的大小则是次生应力与岩体强度共同作用的结果。在塑性岩体中，当次生应力超过岩体的屈服极限时，围岩出现较明显的塑性变形，围岩向内空间移动，直到达到新的平衡时为止。这样就在硐室周边围岩一定范围内形成了松动破碎带或塑性松动带，统称为围岩松动圈。用围岩松动圈的实测数值确定硐室的支护参数，则称为围岩松动圈支护理论。 2.2硐室围岩的稳定性分析