【正文】 隧道豎向均布壓力 kN／ m2； γ — 圍巖容重（ kN／ m2）。 析 ? 概述 塑性區(qū)滿足平衡方程與塑性條件，塑性區(qū)外圍的彈性區(qū)滿足平衡方程和彈性條件，在彈性區(qū)與塑性區(qū)交界處既滿足彈性條件又滿足塑性條件。 ? 2)洞室埋深 ? 隨著洞室埋深增加，巖爆次數(shù)增多，強(qiáng)度也增大。 10000RKK ?確定方法：直接測定法和工程地質(zhì)類比 (經(jīng)驗數(shù)據(jù) )法。 (MPa／ cm) 圍巖抗力系數(shù)（ K）愈大，說明圍巖受壓力的能力愈大。當(dāng)掌子面與斷裂或節(jié)理走向平行時，容易觸發(fā)巖爆。 ?1?K031 )1( P???? ? ????等應(yīng)力軸比 iiPPPPabK????00?零拉應(yīng)力軸比 ??21 ??K 1??12???K 1??洞頂不出現(xiàn)拉應(yīng)力的條件為 洞壁兩側(cè)不出現(xiàn)拉應(yīng)力的條件 圍巖應(yīng)力與位移的彈塑性分析 ? 圍巖破壞的兩種情況： 拉裂破壞 ，圍巖局部區(qū)域的拉應(yīng)力達(dá)到了抗拉強(qiáng)度，產(chǎn)生局部受拉分離破壞； 剪切破壞 ，局部區(qū)域的剪應(yīng)力達(dá)到巖體抗剪強(qiáng)度，從而使這部分圍巖進(jìn)入塑性狀態(tài)，但其余部分圍巖仍然處于彈性狀態(tài)。普氏采用下式確定壓力拱高： fah 11 ?f巖石堅固性 系數(shù) ， 又稱普氏 系數(shù) 。 深埋隧道的自然拱圈 自然拱的范圍的大小 除受上述的圍巖地質(zhì)條件、支護(hù)結(jié)構(gòu)架設(shè)時間、剛度以及它與圍巖的接觸狀態(tài)外，還取決于以下諸因素： ⑴ 隧道的形狀和尺寸 ：隧道拱圈越平坦，跨度越大，則自然拱越高，圍巖松散壓力也越大； ⑵ 隧道的埋深： 實踐證明，只有當(dāng)隧道埋深超過某一臨界值時，才有可能形成自然拱。該法是基于現(xiàn)場量測位移來反推系統(tǒng)的力學(xué)特征及其地質(zhì)背景的初始參數(shù)（即工程區(qū)域內(nèi)的力學(xué)特征參數(shù)、初始地應(yīng)力等）； ⅲ 混合反分析法。 ⅱ 間接法。先在巖塊表面上安裝不同方向的三個應(yīng)變計，記錄它們的初讀數(shù)；接著在巖塊上掏槽，使槽長遠(yuǎn)大于槽寬，并使槽壁與巖塊表面直交，再記錄應(yīng)變計的讀數(shù)；最后，把扁千斤頂固裝在槽內(nèi) ,并逐漸增加千斤頂內(nèi)的油壓，使之逐漸施壓于槽壁，直至三個應(yīng)變計恢復(fù)到未掏槽時的初讀數(shù)為止，此時千斤頂施加于槽壁的壓強(qiáng)即等于槽壁平面原有的法向應(yīng)力?；诖朔?，不僅可以反演原巖應(yīng)力場，而且還可反演巖體參數(shù)。彈性模量較大的巖體，在高地應(yīng)力作用下，易于積累大量的彈性變形能，一旦遇到適宜條件，就會突然猛烈的大量釋放。普氏壓力拱理論、康姆端爾的巖體破碎理論，以及卡柯彈塑性理論都屬于這一類計算方法。 ? 對于裂隙不多的堅硬巖體，或?qū)τ诹严稁r體、軟弱巖體，如果圍巖應(yīng)力不高，當(dāng)采用緊跟作業(yè)面的施工方法及支護(hù)向圍巖提供很大的抗力時，圍巖有可能處于彈性狀態(tài)，如再略去其各向異性的影響，那么可以應(yīng)用線彈性理論分析。 n＜ 1時，不會發(fā)生巖爆； n＞ 1時，可能發(fā)生巖爆。因此，巖爆引起的圍巖破壞區(qū)可以分彈射帶、劈裂 剪切帶和劈裂帶等三帶 。 利用扁千斤頂代替水泵作為加壓工具對巖體施加徑向壓力，并測得徑向變形 。 ? 2)剪切成塊階段 (巖爆的醞釀 ) ? 劈裂巖板向洞內(nèi)彎曲，發(fā)生張剪復(fù) ? 合破壞。 假設(shè)松動區(qū)內(nèi)強(qiáng)度己大大下降，滑移巖體已無絲毫自承作用，松動區(qū)內(nèi)滑移體的全部重量要由支護(hù)抗力來承受，由此有 ，如果考慮到實際情況下，真正作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力應(yīng)當(dāng)是松動區(qū)的重力與承載區(qū)傳遞過來的變形壓力相疊加，簡化考慮，取 GbPi ??GbPi 2??2)( 0rRbG ?? ?? ?0rRP i ?? ?彈塑性變形壓力 為 巖爆 巖爆 高天然應(yīng)力的彈脆性巖體 地下開挖工程 開挖卸荷及特殊的地質(zhì)構(gòu)造作用 周邊巖體中應(yīng)力高度集中，積聚于較高的彈性應(yīng)變能 當(dāng)開挖體圍巖中應(yīng)力超過巖體的容許極限狀態(tài) 1)圍巖應(yīng)力條件 判斷巖爆發(fā)生的應(yīng)力條件有兩種方法： 一是用洞壁的最大環(huán)向應(yīng)力 σθ 與圍巖單軸抗壓強(qiáng)度 σc 之比值作為巖爆產(chǎn)生的應(yīng)力條件； 一是用天然應(yīng)力中的最大主應(yīng)力 σ 1與巖塊單軸抗壓強(qiáng)度 σc 之比進(jìn)行判斷 。 圍巖的物理力學(xué)參數(shù) 圍巖級別 重度（ Kn/m3） 彈性抗力系數(shù)（ MPa/m） 變形模量（ GPa） 泊松比 內(nèi)摩擦角（ 176。 ⑴ 深埋隧道圍巖壓力的確定 (工程類比法 ) 圍巖豎向勻布壓力 p按下式計算： p= 2 s1 γω (kN/m2) 式中 ： S— 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(zhǔn)， B每增減 1m時的圍巖壓力增減率。 ⑵ 形變壓力： 是指由于圍巖變形受到與之密貼的支護(hù)如錨噴支護(hù)等的抑制，而使圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同變形過程中，圍巖對支護(hù)結(jié)構(gòu)施加的接觸壓力。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(yīng)力的大小和方向。圍巖壓力理論 原巖應(yīng)力 ?初始應(yīng)力的組成 自重應(yīng)力場和構(gòu)造應(yīng)力場 ?原巖應(yīng)力的變化規(guī)律 ①地應(yīng)力是個非穩(wěn)定應(yīng)力場 ②實測垂直應(yīng)力基本上等于上覆巖體重力 ③水平應(yīng)力一般大于垂直應(yīng)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。使用這種元件測量地應(yīng)力時，先在被測地點鉆一小孔，把三個元件放進(jìn)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(yù)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