地下工程圍巖壓力ppt課件-資料下載頁
2024-09-20 18:26本頁面
【正文】 ??????????????cPcPrRcRrcPPii結論： ?塑性區(qū)半徑越小 ， 支護抗力越大；反之依然； ?在圍巖穩(wěn)定的前提下 ， 擴大塑性區(qū)半徑 ， 可降 低為維持極限平衡狀態(tài)所需的支護抗力 ， 從而 充分發(fā)揮了圍巖的自承作用 。 位移分析 ? 松動區(qū)半徑 設松動區(qū)與承載區(qū)界面處的半徑為 R，松動區(qū)邊界上環(huán)向正應力為原巖應力，即 0s i n1s i n20co ts i n1s i n1)co t( PcrRcP i ?????????????????????????????????解得 ?????????s i n2s i n10s i n2s i n100si n11)si n1)(c o t()si n1)(c o t(?????????????????????????RcPcPrRi? 圍巖彈塑性變形壓力 圍巖松動區(qū)內的滑裂面為一對對數(shù)螺線。 假設松動區(qū)內強度己大大下降，滑移巖體已無絲毫自承作用，松動區(qū)內滑移體的全部重量要由支護抗力來承受，由此有 ，如果考慮到實際情況下，真正作用在支護結構上的壓力應當是松動區(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 高天然應力的彈脆性巖體 地下開挖工程 開挖卸荷及特殊的地質構造作用 周邊巖體中應力高度集中，積聚于較高的彈性應變能 當開挖體圍巖中應力超過巖體的容許極限狀態(tài) 1)圍巖應力條件 判斷巖爆發(fā)生的應力條件有兩種方法： 一是用洞壁的最大環(huán)向應力 σθ 與圍巖單軸抗壓強度 σc 之比值作為巖爆產(chǎn)生的應力條件； 一是用天然應力中的最大主應力 σ 1與巖塊單軸抗壓強度 σc 之比進行判斷 。 c?? )~(1 ?經(jīng)驗公式 σ1／ σc大于 ～ 。 2)巖性條件 ? 彈性變形能系數(shù) ω：加載到 卸載至 ， 卸載釋放的彈性變形能與加載吸收的變形能之比的百分數(shù) 。 %1 0 0??O A BC A BFF?當 ω ＞ 70％ 時 ， 會產(chǎn)生巖爆 ， ω 越大發(fā)生巖爆的可能性越大 。 ? 應變能消耗比：巖石單向壓縮時，達到強度極限前積累于巖石內的應變能與強度極限后消耗于巖石破壞的應變能之比。 B A CO A BFFn ?式中： FOAB為曲線 OAB包圍的面積；FBAC為曲線 BAC包圍的面積。 n＜ 1時，不會發(fā)生巖爆； n＞ 1時，可能發(fā)生巖爆。 ? 1)地質構造 ? 巖爆大都發(fā)生在褶皺構造中。 ? 巖爆與斷層、節(jié)理構造密切相關。當掌子面與斷裂或節(jié)理走向平行時，容易觸發(fā)巖爆。 ? 巖體中節(jié)理密度和張開度對巖爆有明顯的影響。據(jù)南非金礦觀測表明，節(jié)理間距小于 40cm，且張開的巖體中，一般不發(fā)生巖爆。掌子面巖體中有大量巖脈穿插時，也將發(fā)生巖爆。 ? 2)洞室埋深 ? 隨著洞室埋深增加，巖爆次數(shù)增多，強度也增大。發(fā)生巖爆的臨界深度 H可按下式估算 ： 221313)1()1)(21(,21,?????????????????????????????? ???? CBgCBH c（ 3） 巖爆形成機理和圍巖破壞區(qū)分帶 ? 1)劈裂成板階段（巖爆孕育） ? 垂直洞壁方向受張應力作用而產(chǎn)生平行于最大環(huán)向應力的板狀劈裂。 ? 僅在洞壁表部，部分板裂巖體脫離 ? 母巖而剝落，而無巖塊彈射出現(xiàn)。 ? 2)剪切成塊階段 (巖爆的醞釀 ) ? 劈裂巖板向洞內彎曲，發(fā)生張剪復 ? 合破壞。 ? 處于爆裂彈射的臨界狀態(tài)。 ? 3)塊、片彈射階段 ? 劈裂、剪斷巖板，產(chǎn)生響聲和震動。 ? 巖塊發(fā)生彈射，巖爆形成。 ? 巖爆的漸進性破壞過程很短促。 ? 各階段在演化的時序和發(fā)展的空間部位，都是由洞壁向圍巖深部依次重復更迭發(fā)生的。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 。 圍巖抗力系數(shù) ? 圍巖抗力系數(shù) 是表征圍巖抵抗襯砌向圍巖方向變形能力的指標，定義為使洞壁圍巖產(chǎn)生一個單位徑向變形所需要的壓力。 ypK a?Pa為洞壁受到的壓力； y為洞壁圍巖向外產(chǎn)生的徑向位移。 (MPa／ cm) 圍巖抗力系數(shù)（ K）愈大，說明圍巖受壓力的能力愈大。 K值不是一個常數(shù)。它隨 洞室尺寸而變化 ，洞室半徑越大， K值越小。 單位抗力系數(shù) ? 單位抗力系數(shù)是指洞室半徑為 100cm時的抗力系數(shù)值。 10000RKK ?確定方法：直接測定法和工程地質類比 (經(jīng)驗數(shù)據(jù) )法。 直接測定法有雙筒橡皮囊法、隧洞水壓法和徑向千斤頂法。 雙筒橡皮囊法 ? 用水泵對橡皮囊加壓使其擴張，對坑壁巖體 若坑壁無混凝土襯砌 若有混凝土襯砌 ypK a?20RbEypK ca ??隧洞水壓法 ? 在已開挖的隧洞中 ， 選擇代表性地段將兩端堵死 ， 進行水壓試驗 ， 洞壁圍巖在水壓力的作用下發(fā)生徑向變形 。 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 。 徑向千斤頂法 工程地質類比法 ? 根據(jù)已有建設經(jīng)驗，將擬建工程巖體的結構和力學特性、工程規(guī)模等因素與已建工程進行類比確定 K值。
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