松动圈理论作业

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1、3松动圈厚度的影响因素及规律分析3.1地极力的影响理论分析表明：巷道在未收釆掘影响的情况下，埋深是影响巷道M岩稳定的主要因素。从图1可知：随矿井深度H的增加，松动圈的厚度Lp开始表现为非线性增大，TL增速较快，往后逐渐变缓，呈近似线性增大；埋深对围岩松动阅厚度Lp的影响程度与岩体强度关系密切，强度越人，影响就越小，反之则影响人。3.2岩石强度的影响影响松动圈厚度Lp的另外一个主要因素足岩体的强度。岩体强度对围岩的稳定影响比较大，这里所涉及的岩体的强度主要乜括极限强度勾残余强度。残余强度对围岩稳定的影响见图2。当岩体的残余强度不到其极限强度的5%-

2、10%时，随着围岩残余强度的降低，将导致围岩松动陶厚度Lp的急剧增人。似当岩体的残余强度达到它极限强度的20%以上时，围岩松动陶厚度Lp减小不显著。3.3应变软化程度的影响沿石的应变软化系数n足表示沿石碎裂后强度随应变增人减小幅度大小的参数，当其他条件一样时，软化系数越大，说明岩体的软化程度越大，对围岩稳定性影响也比较大，则表明松动圈的厚度Lp也越大，见图3。3.4支护强度、刚度的影响由图4可知，随着支护强度、刚度增人，松动圈的厚度减小，特别是这种影响在支护肌力较小，并且岩体残余强度也较小吋尤为明显。虽然巷道的埋深，岩体强度，软化程度以及支护阻力

3、对松动圈厚度冇一定的影响，但在实际工程屮巷道断血的几何结构对松动阐厚度也杏很人影响。研究表明松动圈随开挖断血血税的增大而增大，随开挖高度的增加而增大。影响巷道围岩变形的主要原因是岩体破裂后产卞的体积变形，因而巷道周围岩石的碎胀系数也影响松动陶的厚度，丼且通过采川声波测试法对某水电站进行松动阀测试，发现松动陶具有时间效应，随时闽推移松动的范M增人。可见，松动圈的厚度可作为对围沿强度、支护方式的一个客观指标，但具体工程中影响松动圈厚度的因素却有很多，要具体问题具体分析。三、围岩松动圈的性质1、围岩松动阐的客观性及普遍性W岩松动阁是隧道丌挖P，隧道周边

4、客观存在着的物理状态，K对应于岩石全疢力——俺变曲线峰后阶段的岩石状态。只有当围岩强度人于围岩的应力吋，巷道周边不产生松动圈，此时称松动圈值为零，巷道实际不存在支护问题，图4所示是在普济隧道（砂、泥岩互层）用形变一电阻率法和声Kn应力K泥》岩应力K0^~2m图4隧道周边围岩自承体系波测量测得的。自承体系ih内向外乜括：内层支护、松弛带、压密区，有时在松弛带外还有一过渡带。松弛带屮岩休沿隧道切肉和径叫因发生张性变形，因而比股岩状态松弛；它常分为两部分，接近hi密区的部分变形较松动。压密区中公体沿隧道切向发生压性变形，沿隧道径14有时也受压、岩体整

5、体呈被压缩状态。过渡带屮岩体或基木不变形，或在整个变形过程中或成为松弛带的一部分，或成为压密区的一部分。2、围岩应力、岩石强度与松动阁值的关系同一嘲岩的隧道屮，岩石应力愈人，松动阁也愈人。同一疢力条件下，岩石强度愈低，松动圈也愈人。3、围岩松动圈的形状待性围岩松动圈具有一定的形状。根据实验室试验，当围岩各向同性时，如果垂且应力与水T应力相等，则为岡形松动圈，否则为椭阀形，且椭圆的长轴与主应力P方14垂直（图5）,如果围岩非同性，在岩石强度低的层位将产生较人的松动阍〔图6）。1一垂直应力与水平应力相等；2—垂直应力大于水平应力图5岡岩松动陶形状1一

6、软岩松动圈；2一硬岩松动圈图6非均质围岩松动圈4、围岩松动圈形成的时间性出于围岩应力调整及其重新分布，以及岩石具奋长吋强度的特性，围岩松动圈的发展形成奋一时叫过程，但对于时向的定量待研究。现场实测，松动阅的形成时叫，小松动陶需要3〜7天，大松动圈盂要1〜3个刀。巷道收敛fi测表明，松动圈发展的时间与巷道收敛变形在时间上是一致的。前者是因，后者是果。5、围岩松动圈与支护的关系围岩松动圈对支护的影响人，而支护对松动阍的尺寸影响不人。现场观测表明。当松动圈Lp=O时，如果围岩比较完整，可以裸体不支护；当LP=O〜40cm吋，只喷浞凝土就能有效地维护；如

7、果Lp=130〜150cm，一般常用的料石硙（刚性戌护就不适应门当Lp>150cm时，则刚性支护己难以维护了。上述现象说明，松动圈越大，收敛变形越大，支护越W难，另一方面，在同一隧道中不同的支护形式下，松动阐的量测值没有叨敁区别，即支护对松动阍尺寸影响不大。6、一点说明围公松动圈与弹塑性理论所指的围沿破碎带，统指隧道开挖盾围沿应力重新分布盾应力超过围岩极限强度的区域。围岩松动圈支护理论由干看$它在形成过程中的碎胀力，它在围岩分类中的应用，它与锚杆作用机理的关系和相应的支护技术，因此称之为围岩松动圈支护理论。它虽然在校型试验、现场测试和理论分析屮给

8、出了松动陶值的关系式，似是n前在工程屮应用，由于岩石性质，地应力等多因素影响，不主张在多项假设的条件下，用计算的方法确定围岩松动圈的值。