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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,原巖,穩(wěn)定洞室,開挖,圍巖壓力,地層對洞室的作用力,廣義：包括有、無支護時的壓力,狹義：僅指對支護的壓力,（二）圍巖壓力分類,1,松動壓力,圍巖變形過大，發(fā)生松動而形成的壓力。,2,形變壓力,圍巖變形在有限范圍內(nèi)而形成的壓力。,這是最重要的兩種壓力形態(tài)。,問題：,1.,這兩種壓力性質(zhì)上有何不同？,2.,壓力的性質(zhì)與圍巖穩(wěn)定性有何關(guān)系？,3,膨脹壓力,膨脹性巖層。,4,沖擊壓力,明洞，落石；,暗洞，坍方、巖爆。,3,膨脹壓
2、力,膨脹性巖層。,4,沖擊壓力,明洞，落石；,暗洞，坍方、巖爆。,3,膨脹壓力,膨脹性巖層。,4,沖擊壓力,明洞，落石；,暗洞，坍方、巖爆。,四、圍巖松動壓力的形成,作用在支護結(jié)構(gòu)上的圍巖松動壓力總是遠遠小于其上覆蓋地層自重所造成的壓力。這可以用圍巖的“,成拱作用,”來解釋。,通過一個在水平成層的圍巖中開挖隧道的例子，來說明隧道開挖后圍巖又變形到坍塌成拱的整個變化過程。,(a),變形階段；,(b),松動階段；,(c),塌落階段；,(d),成拱階段。,圍巖松動壓力的形成,將隧道所形成的相對穩(wěn)定的拱稱為“,天然拱,”或“,塌落拱,”。它如同一個承載環(huán)一樣承受著上覆地層的全部重量，并且將荷載向兩側(cè)傳
3、遞下去。這就是圍巖的“,成拱作用,”。而天然拱范圍內(nèi)破壞了的巖體的重量，就是作用在支護結(jié)構(gòu)上的圍巖松動壓力的來源。,實踐證明，天然拱范圍的大小除了受上述的圍巖地質(zhì)條件、支護結(jié)構(gòu)架設(shè)時間、剛度以及它與圍巖的接觸狀態(tài)等因素影響外。還取決于以下諸因素：,隧道的形狀和尺寸。,隧道的埋深。,施工因素,。,4.4.2,影響圍巖壓力的因素,地質(zhì)因素,1.,巖體初始應(yīng)力狀態(tài),2.,巖石力學(xué)性質(zhì),3.,巖體結(jié)構(gòu)面,4.,地下水等,工程因素,1.,施工方法,2.,支護設(shè)置時間,3.,支護本身剛度,4.,隧道斷面形狀等,影響自然拱的因素：,隧道埋深,成拱的必要條件,隧道斷面形狀和大小,拱的范圍,施工因素,對圍巖的擾
4、動程度,2,、圍巖壓力的確定方法,直接量測法,理論估算法,統(tǒng)計法（經(jīng)驗法、工程類比法）,式中：,為圍巖容重；,s,為圍巖級別；為寬度影響系數(shù)，由,w=1+i,（,B-5,）計算，,B,為坑道寬度，,i,為,B,每增減,1m,時的圍巖壓力增減率，當,B,5m,時，取,i=0.2,，當,B,5m,時，取,i=0.1,。,對鐵路隧道來說，淺埋地段一般都出現(xiàn)在洞口附近，或漫坡進洞地段，或隧道的某一較長區(qū)段處于天然臺地之下，因隧道接近地表，坑道開挖往往使整個覆蓋層受到擾動，較易發(fā)生洞頂坍塌，有時會使地表開裂下陷，因此會產(chǎn)生較大的圍巖壓力。,（二）淺埋隧道圍巖松動壓力的確定方法,。,2,、當隧道埋置深度,
5、h,q,hH,p,從松散介質(zhì)極限平衡的角度，對施工過程中巖體運動的情況進行分析：若不及時支護，或施工時支護下沉，會引起洞頂上覆蓋巖體,EFHG,的下沉與移動，而且它的移動受到兩側(cè)其它巖體的挾持，反過來又帶動了兩側(cè)三棱體,ACE,和,BDF,的下滑，形成兩個破裂面,(,為了簡化，假定它們都是與水平面成角的斜直面,AC,和,BD),。研究洞項上覆蓋巖體,EFHG,的平衡條件，即可求出作用在支護結(jié)構(gòu)上的圍巖松動壓力。,滑動巖體重力,=,滑面上的阻力,+,支護結(jié)構(gòu)的反作用力 （圍巖松動壓力）,則,圍巖松動壓力,=,滑動巖體重力,-,滑面上的阻力,。,作用在支護結(jié)構(gòu)上總的垂直壓力,式中,取三棱體,BDF
6、,作為脫離體分析,圍巖垂直勻布松動壓力,圍巖水平勻布松動壓力,按梯形分布,按勻布壓力,四、練習(xí),某隧道洞口段為,級，地形如下頁圖所示。試求,A,、,B,處的松動壓力,。,注：已知,A,B,7.4m,8.8m,4m,8m,思考題,鐵路隧道深淺埋圍巖松動壓力如何計算？,作業(yè)題,試求練習(xí)題,A,、,B,處的松動壓力,4.4.6,圍巖應(yīng)力的現(xiàn)場量測,直接量測,間接量測,思考題：,1.,試說明影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素有哪些？在進行圍巖分類時主要考慮什么因素？我國交通隧道圍巖分類對這些因素是如何處理的？,2.,某隧道埋深為,30m,，圍巖為,級，凈寬為,12m,，凈高為,10m,，圍巖天然容重,20KN/m,3,，試計算該隧道圍巖壓力？,
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