地下洞室圍巖穩(wěn)定性的工程地質分析(參考版)
2025-03-10 01:37本頁面
【正文】 演講完畢，謝謝觀看！ 。 ? 支撐是臨時性保護困巖的結機主要是用木結構的或鋼結構的支架把圍巖支摻起來。 ? (1)破碎松散巖石或軟弱的塑性巖類分布區(qū)，包括巖體中的風化、構造破碎帶以及風化速度快、力學強度低、遇水易于軟化、膨脹或崩解的鉆土質巖類的分布地帶； ? (2)碎裂結構巖體及半堅硬的薄層狀結構巖體分布區(qū) ? 10． 4． 3地下洞室圍巖錫定性的定量評價 ? 對于高地應力區(qū)內的地下洞室，或埋深、規(guī)模大的地下洞室，由于圍巖應力的作用顯著增強，不穩(wěn)定的地質標志比較難于掌握，因此，除一般的地質工作之外， 還必須進行巖體力學方面的研究和計算，以便對地下洞室圍巖的穩(wěn)定性作出定量評價，所采用酌方法通常有解拆分襖法，赤平極射投影分橋方法以及數(shù)值模擬研究方法等，現(xiàn)分別討論如下： ? 圍巖穩(wěn)定性的解析分析方法 ? 1．均質或似均質圍巖的穩(wěn)定性驗算 ? 2．含有單一 (或一組 )軟弱結構面的圍巖的穩(wěn)定性驗算 ? 3．頂拱圍巖中簡革結構塊體穩(wěn)定性的驗算 ? 地下洞室圍巖變形量測的方法及應用 ? 地下洞室圍巖的支護措施 ? 如前所述，報建的地下洞室圍巖如果不穩(wěn)定，就需設計相應的支襯結構來進行加固。 ? 大量的實踐經(jīng)驗表明，在一般工程隧洞中，圍巖的失穩(wěn)或破壞通常發(fā)生于下述幾類地區(qū) (見表10一 11)。 ? 隧洞圍巖穩(wěn)定性的定性評價。由于巖石本身的強度遠高于結構面的強度，故這類圍巖的強度主要取決于巖體結構，巖性本身的影響不十分顯著。塑性圍巖，主要包括各類鉆土質巖石、破碎松散巖石以及某些易于吸木膨脹的巖石如硬石膏等，通常具有風化速度快、力學強度低以及通水易于軟化、膨脹或崩解等不良性質，校對地下洞室圍巖的穩(wěn)定性最為不利。 ? 第二類因素包括圍巖的巖性和結構，主要是通過圍巖的強度來影府洞室圍巖穩(wěn)定性的。其中巖體的天然應力狀態(tài)既受自然地質因素控制 (例如地質歷史決定著貝值的大小＞又與人類工程活動的要求有關 (例初洞室的埋深決定著‘”值 )。只有當圍巖因適應 ? 地下洞室圍巖穩(wěn)定性的分析與評價 ? 影響地下洞室圍巖穩(wěn)定性的因素分析 ? 第一類因素是通過圍巖應力狀態(tài)而影響地下洞室圍巖穩(wěn)定性的?？梢?，上面討論的圍巖應力與山壓是有原則區(qū)別的，前者是圍巖巖體中的內力，后者是圍巖作用于支襯結構上的外力，前者轉化為后者是有條件的。為了達到這個目的， 支襯結構就必須能夠適應與圍巖之間的相互作用 。所以，具體條件不同，圍巖累進性破壞的過程和特點也迥異，如圖 10一 32所示。 因此，在進行圖巖穩(wěn)定性的分橋、評價時，必須充分考慮圖巖累進性破壞的過程和特點，針對控制圍巖失穩(wěn)破壞的關鍵部位采取有效措施，以防止累進性破壞的發(fā)生和發(fā)展，這正是支護設計的關鍵所在。由于圍巖內應力分布的不均勻性以及巖體結構、強度的不均一性及各向異性，那些應力集中程度高，而結構強度又相對較低的部位往往是累進性破壞的突破口，在大范圍圍巖尚保持整體穩(wěn)定性的情況下，這些應力 ? 重力坍塌 ? 破碎松散巖體在重力作用下發(fā)生的塌方。所以穿過這類地層的陡道往往遇到因硬石膏水化膨脹而產(chǎn)生的強大山壓，給隧道的施工和運行帶來很大困難。 ? 另一類是含硬石膏的地層。隧道圍巖中有浸水后體積增大 2． 9％的巖石就會結開挖造成很大困難，而有些遭受熱液變質的富合蒙脫石礦物的巖石，浸水后體積可增加 14％一 25％。 ? 退水后易于膨脹的巖石主要有兩類。 膨脹內鼓 ? 洞室開挖后圍巖表部減壓區(qū)的形成往往促使水分由內部高應力區(qū)向圖巖表部轉移，結果常使某些易于吸水膨脹的巖層發(fā)生強烈的膨脹內鼓變形。未經(jīng)構造或風化擾動 i且團結程度較高的泥質沉積巖及變質巖層則不易于被擠出。 ? 這類圍巖的變形與破壞，主要是在應力重分布和水分重分布的作用下發(fā)生的．主要有塑性擠出、膨脹內鼓、塑梳涌出和重力坍塌等不同類型，現(xiàn)分述如下： ? 塑性擠出 ? 洞室開挖后，當圍巖應力超過塑性圍巖的屈服強度時，軟弱的塑性物質就會沿最大應力梯度方向向消除了阻力的自由空間擠出。 ? (4)已有洞體內，由于新開挖影響而出現(xiàn)的高應力區(qū) (如圖 10一 29)。它是其隧洞以銳角穿越一破碎巖墻時發(fā)生巖爆的實際情況。 ? (3)斷層、軟弱破碎巖墻或巖脈等軟弱結構面附近，洞體與這些軟弱結構面所形成的應力集中局部增高區(qū) (圖 10一 27)。 ? (1)由原巖應力狀態(tài)及洞形所決定的圍巖內的最大壓應力集中區(qū)。 ? 3．巖爆的產(chǎn)生條件與發(fā)生機制 ? 本質上，巖爆乃是洞室圍巖的一種伴有突然釋放大量潛能的劇烈的脆性破壞。這類沖擊地壓發(fā)生之前，?？捎X察到支護女或煤柱中壓力的增大，有時還會出現(xiàn) G層聲或振動，但有時則沒有明顯的預兆。這類巖爆發(fā)生時通常伴有劇烈的氣浪和巨響，甚至還伴有周圍巖體的強烈振動，破壞力很大，對地下采掘工作造成嚴重的危害， ? 故常被稱之為礦山打擊或沖擊地壓。 彈出者一船塊度較小，多呈幾 cm長、寬的薄片，個別達幾十 M長、寬，但爆到聲較大，月．爆裂與彈射幾乎同時發(fā)生；剝落者一殷塊度較大，可達幾 m長、寬，但爆聲較小，且多在爆裂聲的幾分鐘或更長些時間后方脫離母巖而自由墜下。成昆線官村壩隧道 (最大埋操達 1600貝 )開挖過程中通過震且系灰?guī)r時就曾發(fā)生過這類巖爆。 ? ? 2．巖爆的類型和特點 ? 按發(fā)生的部位及所釋放的能量類型 ,巖爆有不同的類型 ? (1)圍巖表部巖石突然破裂引起的巖爆 ? 在深埋隧道或其它類型地下洞室中所發(fā)生的中小型巖爆多屆這種類型。小者也能威脅工人的安全。大型巖爆通常伴有劇烈的氣浪和巨響．甚至還伴有周圍巖體的振動。 ? 巖爆 ? 1．有關巖屈的基本概念 ? 在地下開挖或開采過程中突然地以爆炸的形式表現(xiàn)出來爆。如圖 Io一 21所示，就是一個寵高比為 6的矩形坑道，在川＝ 3的應力場中，頂拱擠壓破壞所引起的洞形變化與圍巖應力變化之間的關系。由于松動帶的厚度會隨時間的推移而逐步增大，因此為了防止這類圍巖變形、破壞的過度發(fā)展，必須及時采取加固指施。 ? 3．碎裂松動 ? 碎裂松動是碎裂結構巖體變形、破壞的主要形式，洞體開挖后，
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