《地下工程圍巖壓力》ppt課件-全文預覽
【正文】 圍巖級別，如屬 II級，則 S＝ 2； γ — 圍巖容重， (kN/m3)； ω＝ 1+ i(B5) — 寬度影響系數(shù)； B — 隧道寬度，（ m）； i — 以 B＝ 5m為基準， B每增減 1m時的圍巖壓力增減率。 ⑶ 施工因素： 如爆破所產(chǎn)生的震動，常常是引起塌方的重要原因之一，造成圍巖壓力過大，又如分部開挖多次擾動圍巖，也會引起圍巖失穩(wěn)，加大自然拱范圍。 圍巖松散壓力的產(chǎn)生 ⑴ 隧道開挖后，在圍巖應力重分布過程中，頂板開始沉陷，并出現(xiàn)拉斷裂紋，可視為變形階段； ⑵ 頂板的裂紋繼續(xù)發(fā)展并且張開，由于結(jié)構(gòu)面切割等原因，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗蓜?，可視為松動階段； ⑶ 頂板巖體視其強度的不同而逐步坍塌，可視為坍塌階段； ⑷ 頂板塌落停止，達到新的平衡，此時其界面形成一近似的拱形，可視為成拱階段。 ⑷ 沖擊壓力： 是指圍巖中積累了大量的彈性變性能之后，由于隧道的開挖，圍巖的約束被解除，能量突然釋放所產(chǎn)生的壓力。 ⑵ 形變壓力： 是指由于圍巖變形受到與之密貼的支護如錨噴支護等的抑制，而使圍巖與支護結(jié)構(gòu)共同變形過程中，圍巖對支護結(jié)構(gòu)施加的接觸壓力。 ● 圍巖壓力按作用力發(fā)生形態(tài)分為： ⑴ 松散壓力： 是指由于開挖而松動或坍塌的巖體以重力形式直接作用在支護結(jié)構(gòu)的壓力。該法是依據(jù)在工程區(qū)域內(nèi)有限個實測應力值，建立相應的數(shù)學力學模型，推求整個工程區(qū)域內(nèi)的初始應力場； ⅱ 位移反分析法。根據(jù)構(gòu)造形跡可以宏觀地反推出地應力的性質(zhì)和方向，這就是地質(zhì)力學分析的基本概念。根據(jù)兩次電感值的差異，按一定公式，算出垂直于孔軸的兩個主應力的大小和方向。其中， 應力解除法 是目前國內(nèi)外應用最廣泛的方法，也是目前唯一能夠比較準確地確定巖體中三維應力狀態(tài)的方法。 ● 直接量測： 主要采用壓力盒、壓力傳感器等，壓力盒按工作原理分為機械作用式、電測式和液壓式等，目前使用較多的是鋼弦式壓力盒。其中水壓致裂法 是目前應用較為廣泛的一種直接量測方法。圍巖壓力理論 原巖應力 ?初始應力的組成 自重應力場和構(gòu)造應力場 ?原巖應力的變化規(guī)律 ①地應力是個非穩(wěn)定應力場 ②實測垂直應力基本上等于上覆巖體重力 ③水平應力一般大于垂直應力 ④側(cè)壓系數(shù)在淺部范圍內(nèi)隨深度增加而增加，而在深部則隨深度增加而減小。這類方法包括早期的扁千斤頂法、剛性圓柱應力計法以及后來的水壓致裂法、聲發(fā)射法等。因扁千斤不能對槽壁施加張力和剪力，故此法只適用于測量主平面上的主應力。這類方法有應力解除法、松弛應變測量法、地球物理方法等。使用這種元件測量地應力時，先在被測地點鉆一小孔，把三個元件放進孔內(nèi)，使之分別與小孔的三個不同方向的直徑取向一致；然后在每個元件上預加一定的壓力，同時記錄三個元件的電感值；接著用套鉆在小孔四周掏挖環(huán)形圓槽，使被測點的巖石與其周圍巖體分離，此時再記錄三個元件的電感值。因此。 ⅰ 應力反分析法。 圍巖壓力的概念 ● 圍巖壓力： 是指圍巖作用在支護結(jié)構(gòu)上的壓力 。 ⑷ 沖擊壓力： 是指圍巖中積累了大量的彈性變性能之后，由于隧道的開挖，圍巖的約束被解除， ⑴ 松散壓力： 常通過下列三種情況發(fā)生： ① 在整體穩(wěn)定的巖體中，可能出現(xiàn)個別松動掉塊的巖石； ② 在松散軟弱的巖體中，坑道頂部和兩側(cè)片幫冒落； ③在節(jié)理發(fā)育的裂隙巖體中，圍巖某些部位沿弱面發(fā)生剪切破壞或拉壞等局部塌落。它與形變壓力的基本區(qū)別在于它是由吸水膨脹引起的。 圍巖松散壓力的產(chǎn)生 開挖隧道所引起的圍巖松動和破壞的范圍有大有小，對于一般裂隙巖體中的深埋隧道，其波及范圍僅 局限在隧道周圍一定深度 ，作用在支護結(jié)構(gòu)上的圍巖松散壓力遠遠小于其上覆巖層自重所造成的壓力，這可用圍巖的 “ 成拱作用 ” 來解釋。由于淺埋隧道不能形成自然拱，所以，它的圍巖壓力的大小與埋置深度直接相關(guān)。是目前使用較多的方法。 ● 圍巖的水平均布壓力 e 的確定，按下表中的經(jīng)驗公式計算 圍巖 級別 I、 II III IV V VI 水平勻布壓力 0 (～)p (～ )p (～ )p ● 鐵路新規(guī)范： p＝ γh h= 這是全國 1046座鐵路隧道得出的經(jīng)驗公式，其中 S — 新規(guī)范圍巖的分級 。其中以普氏壓力拱理論在我國應用最廣。 ● 深埋隧道圍巖松散壓力值是以施工 坍方平均高度 (等效荷載高度值 )為根據(jù)，為了形成此高度值，隧道上覆巖體就有一定的厚度。 ② 淺埋隧道圍巖壓力的確定方法 側(cè)向壓力 e，按勻布考慮時，其值為： e = γ(H + 1/2 Hi)tg2(450 – Φ/2) 式中 : e — 側(cè)向勻布壓力； γ — 圍巖容重，以 kN/m3計； H — 隧道埋深，以 m計； Hi — 隧道高度，以 m計； Φ 一圍巖 計算摩擦角 ，可查有關(guān)規(guī)范。 為推導簡單起見 ， 太沙基 又進一步假定巖體沿垂直 面 AC滑動 ， 而且假定滑動 體中任意水平面上的垂直 壓力為均布 。 ?????????????2si n321)1(22c o s31)1(21)1(22c o s341)1(21)1(244022004400220044022002200??????????????????????????????????????????????????????????rrrrPrrPrrP
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1