教案-围岩分级、单层衬砌及锚杆受力1PPT.ppt

;; 概念澄清;为什么要对工程岩体进行分级?;《工程岩体分级标准》GB50218-94出现的背景;影响地下工程围岩稳定性的因素包括：;目前我国铁路隧道分级方法;岩体工程分类分级不可能是固定不变的，随着经验的积累和分析手段的提高，分级方案和标准应逐渐得到改善； 当前单就地下工程方面的围岩分级标准也很多，统一分级方法势在必行； 同时还应考虑如何实现与国际分级标准接轨。; Q——N.Barton岩质评定系数； Q值的计算式为 ： RQD——岩体质量指标； Jn——节理组数； Jr——节理粗糙度； Ja——节理蚀变系数； Jw——节理水折减系数； ;; 6个参数从岩体的完整性、结构面发育程度、地下水和地应力的影响等方面，比较全面地反映了岩体的工程地质状况和水文地质状况对洞室围岩稳定性的影响。根据计算得到的Q值，就可判断围岩的稳定程度，Q值越大，围岩稳定性就越好。然而，通过研究发现，宏观地质构造（如断层、褶皱等）、地形对洞室稳定性的影响也不容小视，有时还起控制作用，这些因素主要通过对原岩地应力的影响而间接地对洞室稳定性产生影响。也就是说，宏观地质构造、地形的影响对Q值都产生了一定的折减，那究竟如何对Q值进行折减呢？;断层（fault）和褶皱（fold）是地质构造的两种最基本形式，它们的存在不仅可以对原岩应力的量值产生影响，而且还可影响其分布。受结构面和围岩材料相对强度的关系的影响，结构面附近应力可能会出现以下三种情况：;;如图：褶皱的地层中包括了较软弱的岩层和较刚性的岩层，其中较刚性的岩层厚度较小。垂直于该褶皱轴向，进行两条隧道的开挖，在图中分别为AA′和BB′。沿着AA′线，左右两侧的背斜产生拱的作用，使应力向着向斜核部转移，在背斜下面，局部的垂直压力减小，而在向斜中增大，超过平均值。沿着BB′线，背斜的拱的作用仍然存在，但是由于较刚性的岩层的附加的重量，在向斜槽部的垂直压力比在AA′的情况下高。显然，褶皱类型与应力值间存在一定的关系，并且同一褶皱的不同部位应力值也有差异。在此引入“褶皱影响系数”对Q计算式进行修正，反映褶皱对Q值的影响。 ; 断层是存在于地质体中的破裂构造。无论是活动断层还是非活动断层，均对岩体中的应力有明显影响。活动断层的影响主要表现在：与区域主应力方位相比，断层附近的主应力方位均不同程度地变化，而这种变化主要限于断层附近一定距离内；断层及其附近应力量值的变化较为复杂，既有应力增大地段，也有降低地段，应力的增大和降低主要取决于断层带的几何形态和断层与区域应力方向之间的关系，而应力变化的幅度与断层的规模有关。非活动断层的影响主要表现在：在断层附近，与区域应力场相比，应力方位发生转向，断层组成地应力局部分区的界面，断层的上盘与下盘应力大小和方向都有差别。断层对地应力的影响十分复杂，对其进行定量地描述还很困难，需要根据具体的工程通过数值模拟或现场测试进行单独分析。同样在此引入“断层影响系数”对Q计算式进行修正，反映断层对Q值的影响。 ; 为全面考察地形坡度对原岩应力的影响情况，取一理想化的山体进行分析，两侧对称，山脚下为平地，在地形坡度变化时，分析竖向压力与埋深的关系。 ;;;;;;;;;;;;;;国外其它一些采用比较普遍的分级方法;今后隧道围岩分级还应注意的一些问题;; 在复合式衬砌出现之前，我们采用的都是单层衬砌，但当时的单层衬砌由于技术条件的限制，主要是由模筑混凝土衬砌加上背后的压浆构成。这种衬砌我们目前称为整体式衬砌。 这里研究的单层衬砌是一个力学概念的反映，即不设隔离层衬砌的总称，其力学动态是一体的。有文献是这样定义的：“由单层或多层混凝土构成的支护体系，支护层与衬砌层是一体的，各层间能够充分传递剪力的支护体系，称为单层衬砌。”还有一种说法叫“单层衬砌施工法”，即开挖后立即施作喷混凝土层以支护开挖洞室，并根据围岩级别设置必要的支护构件，如钢筋、锚杆和钢拱架等，过一段时间之后再喷上起衬砌作用的喷混凝土层。 ; 单层衬砌的基本构造如图，它与复合式衬砌本质的区别就是各支护层间不设置隔离层，通过各混凝土层间径向和纵向上的抗滑移性，使得各混凝土层形成共同承载体系。为了达到后施作的混凝土层同先喷混凝土共同作用的目的，通过使之粘接成可产生共同作用的支承拱，在施作后续混凝土层之前，对暴露很久已被污染的喷混凝土表面必须采取相应措施（高压水束或砂束）进行处理。这样一方面可减少水化热的产生，另一方???