地下洞室的工程地質(zhì)問(wèn)題ppt(編輯修改稿)
2025-02-16 03:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在選擇洞口位置時(shí)，必須將進(jìn)出口地段的物理地質(zhì)現(xiàn)象調(diào)查清楚。 洞口應(yīng)盡量避開易產(chǎn)生崩塌、剝落和滑坡等地段，或易產(chǎn)生泥石流和雪崩的地區(qū)。以免對(duì)工程造成不必要的損失。 三、洞室軸線選擇的工程地質(zhì)條件 洞室軸線的選擇主要是由地層巖性、巖層產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造以及水文地質(zhì)條件等方面綜合分析來(lái)考慮確定。 （一）布置洞室的巖性要求 洞室工程的布置對(duì)巖性的要求是： 盡可能使地層巖性均一，層位穩(wěn)定，整體性強(qiáng)，風(fēng)化輕微，抗壓與抗剪強(qiáng)度較大的巖層中通過(guò)。 一般說(shuō)來(lái)，舉凡沒(méi)有經(jīng)受劇烈風(fēng)化及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響的大多數(shù)巖層都適宜修建地下工程。 （二）地質(zhì)構(gòu)造與洞室軸線的關(guān)系 下面進(jìn)一步分析有關(guān)洞室軸線與巖層產(chǎn)狀要素以及與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系。 1．當(dāng)洞室軸線平行于巖層走向時(shí)，根據(jù)巖層產(chǎn)狀要素和厚度不同大體有如下三種情況： （ｌ）在水平巖層中（巖層傾角＜ 5176。 ～ 10176。 ），若巖層薄，彼此之間聯(lián)結(jié)性差，又屬不同性質(zhì)的巖層，在開挖洞室（特別是大跨度的洞室）時(shí)，常常發(fā)生塌頂，因?yàn)榇藭r(shí)洞頂巖層的作用如同 過(guò)梁 ，（ 過(guò)梁 ：可分為磚拱過(guò)梁、鋼筋磚過(guò)梁和鋼筋混凝土過(guò)梁三種。主要設(shè)置在墻體上開設(shè)門窗等洞的上方，承受洞口上部的荷載。） 它很容易由于層間的拉應(yīng)力到達(dá)極限強(qiáng)度而導(dǎo)致破壞。如果水平巖層具有各個(gè)方向的裂隙，則常常造成洞室大面積的坍塌。因此，在選擇洞室位置時(shí)， 最好選在層間聯(lián)結(jié)緊密、厚度大（即大于洞室高度二倍以上者）不透水、裂隙不發(fā)育，又無(wú)斷裂破碎帶的水平巖體部位， 這樣對(duì)于修建洞室是有利的（圖 812）。 （２）在傾斜巖層中 ，一般說(shuō)來(lái)是不利的，因?yàn)榇藭r(shí)巖層完全被洞室切割，若巖層間缺乏緊密聯(lián)結(jié)，又有幾組裂隙切割，則在洞室兩側(cè)邊墻所受的側(cè)壓力不一致，容易造成洞室 邊墻的變形 （圖 813）。 ?（３）在近似直立的巖層中 ， 一定要注意不能把洞室選在軟硬巖層的分界線上 （圖 814）。特別要注意 不能 將洞室置于直立巖層厚度與洞室跨度相等或小于跨度的地層內(nèi)（圖 815）。 ?因?yàn)榈貙訋r性不一樣，在地下水作用下更易促使洞頂巖層向下滑動(dòng)，破壞洞室，并給施工造成困難。 ２．當(dāng)洞室軸線與巖層走向垂直正交時(shí)，為較好的洞室布置方案。 （１）當(dāng)巖層傾角較陡，各巖層可不需依靠相互間的內(nèi)聚力聯(lián)結(jié)而能完全穩(wěn)定。因此，若巖性均一，結(jié)構(gòu)致密，各巖層間聯(lián)結(jié)緊密，節(jié)理裂隙不發(fā)育。在這些巖層中開挖地下工程 最好 （圖 816）。 （２）當(dāng)巖層傾角較平緩，洞室軸線與巖層傾斜的夾角較小，若巖性又屬于非均質(zhì)的、垂直或外交層面節(jié)理裂隙又發(fā)育時(shí)，在洞頂就容易發(fā)生局部石塊坍落現(xiàn)象，洞室頂部常出現(xiàn)階梯形特征（圖 817）。 ３．洞室軸線穿過(guò) 褶曲 地層時(shí)，一般洞室軸線穿越褶曲地層時(shí)可遇到以下幾種情況： （ｌ）洞室橫穿 向斜 層。在向斜的軸部有時(shí)可遇到大量 地下水的威脅和洞室頂板巖塊崩落的危險(xiǎn) 。因軸部的巖層遭到擠壓破碎常呈上窄下寬的楔形石塊（圖 818），組成 倒拱形 ， 因而使其軸部 巖層壓力增加 ，洞頂巖塊最容易突然地坍落到洞室。 另外，由于軸部巖層破碎又彎曲呈盆形，在這些地帶往往是 自流水儲(chǔ)存 的場(chǎng)所。（圖 819）。 （２）洞室軸線橫穿 背斜層 。由于背斜呈上拱形。巖層被破碎如石砌的拱形結(jié)構(gòu)，能很好的將上覆巖層的荷重傳遞到兩側(cè)巖體中去。 因而地層壓力既小又較少發(fā)生洞室頂部塌坍的事故 。 但是應(yīng)注意若巖層受到劇烈的動(dòng)力作用被壓碎，則頂板破碎巖層容易產(chǎn)生小規(guī)模掉塊。因此，當(dāng)洞室穿過(guò)背斜層也 必須進(jìn)行支撐和襯砌 （圖 820）。 第三節(jié) 洞室圍巖壓力 一、天然地應(yīng)力 自重應(yīng)力 構(gòu)造應(yīng)力 二、洞室圍巖二次應(yīng)力 軸對(duì)稱圓形洞室圍巖二次應(yīng)力 圓形洞室時(shí) 的情況 橢圓形洞室、等應(yīng)力軸比 非圓形斷面洞室的彈性應(yīng)力分布特征 三、有塑性區(qū)產(chǎn)生的圍巖應(yīng)力分布 四、圍巖壓力的確定 圍巖壓力的形成 影響圍巖壓力的因素 （ 1）洞室的形狀和大小 （ 2）地質(zhì)構(gòu)造 （ 3）支護(hù)的形式和
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