隧道围岩分级及围岩压力.ppt

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1、第一章隧道围岩分级与围岩压力Surroundingrockclassificationandpressure第一节围岩分级第二节围岩压力及成拱作用第三节围岩压力的计算一、概述1．围岩的概念：隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体（或土体），或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体（或土体）。流沙和花岗岩围岩稳定性：即在隧道开挖后不加支护的情况下围岩自身的稳定程度，可分为：充分稳定、基本稳定、暂时稳定、不稳定。第一节围岩分级（Surroundingrockclassification）返回下一张流沙、管涌现象返回花岗

2、岩返回根据长期的工程实践，人们认识到，各种围岩的物理性质之间存在着一定的内在联系和规律，因而可将稳定性相似的一些围岩划归为一级，并将全部围岩划分为若干级，这就是围岩分级。2．围岩分级的目的：为隧道设计和施工提供依据。（1）可以据此选择适当的施工方法；（2）确定支护结构上的荷载（松散荷载）；（3）确定衬砌结构的类型及其尺寸；下一张分析隧道围岩变化情况返回大路峁隧道施工现场下一张砂性土围岩下一张洞口位置的土质围岩下一张Ⅳ、Ⅴ级围岩返回二、围岩分级方法简介现行的围岩分级法考虑了三个基本因素：1．与岩性有关的因素：如岩石的强度和变

3、形性质（抗压强度、弹性模量、弹性波速等）可将岩石分为硬岩、软岩、膨胀岩等。2．与地质构造有关的因素：岩体的完整性或结构状态。如软弱结构面的分布与性态、风化程度、节理发育程度、块度大小等，其分级指标在围岩分级中占有重要地位。3．与地下水有关的因素：水是使隧道丧失稳定的重要原因，地下水对围岩稳定性的影响有：（1）地下水能软化围岩，降低围岩体强度；（2）地下水能软化围岩体中的结构面，降低围岩体的的抗剪强度，使围岩体容易滑动；（3）地下水往往形成承压水体，促使围岩失去稳定。总之，地下水对于围岩的稳定性是不利的。三、目前国内外的隧道

4、围岩分级方法：（一）以岩石强度和物理性质为指标的分级法：1．以岩石强度为指标的分级法（我国解放初期的分级法，成渝线修建时使用过）：岩石越坚硬，坑道越稳定，围岩就越好。该分级法一般将围岩四种类型：坚岩、次坚岩、松石及土四级。地坑院下一张地坑院下一张地坑院下一张地坑院出入口下一张地坑院出入口下一张地坑院室内返回2．以岩石物理性质为指标的分级法：前苏联的普氏分级法（也称值分级法），“”值是一个综合的物性指标，它代表岩石的相对坚固性。如：岩石的抗钻性、抗爆性、强度。-岩石饱和单轴极限抗压强度。我国还考虑了地质条件的影响，如围岩的节

5、理、裂隙、风化。-地质条件折减系数，实质上是将由强度决定的“”值适当降低。（二）以岩体构造，岩性特征为指标的分级法：1．太沙基（K.terzaghi）分级法：将不同岩性，构造条件的围岩分为九级，对应于每一级都有一个相应的地压范围和支护措施。该分级法在美国、英国等广泛应用。2．岩体综合物性指标分级法：这种分级法就是我国现行铁路隧道围岩分级方法。这种分级法把围岩分为6级。（三）与地质勘探手段相联系的分级方法：1．围岩弹性波纵波速度分级：波速越高，围岩越好。该法最早是日本提出的，把围岩分为7级。2．岩石质量为指标的分级法：RQD

6、（rockqualitydesignation）分级法。用岩芯复原率来表示岩石质量指标，岩芯的完整程度与岩体的原始裂隙、硬度、均匀性等状态有关。所谓岩芯复原率：是指单位长度的钻孔中，10cm以上的岩芯占有的比例。这种围岩分级方法将围岩分为五级：优、良、好、差、很差。下一张岩芯返回3.组合多种因素的岩体质量-Q分级法：1974年挪威地质学家巴顿将围岩分为九级。-岩石的质量指标；-节理组数目；-节理粗糙度；-节理蚀变值；-节理含水折减系数；-（stressrebatefactor）应力折减系数；-岩块的大小；-岩块间的抗剪强度

7、；-作用应力；四、我国铁路隧道的围岩分级法在我国现行的《铁路隧道设计规范》（TB10003—2005）中，明确规定了要采用以围岩稳定性为基础的分级法和按弹性波速度的分级法。该分级法主要考虑了围岩的结构特征和完整状态、岩石强度和地下水等工程地质条件和弹性波纵波速度因素，把围岩分为6级，依其稳定性由好到差为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。1.围岩的结构特征和完整状态围岩体通常是被各种结构面切割成大小不等、形态各异、种类不同的岩石单元体（即结构体），围岩结构特征是指结构面和结构体的特征。结构特征体现围岩体的受力特征，完整状态体现围岩体在

8、受各种地质作用力下所表现的形态。把围岩的结构特征和完整状态相结合就组成了评价围岩稳定性的最直接最重要的指标。它与地质构造变动的特征（分为轻微、较重、严重、很严重）、结构面的密集程度、节理（裂隙）发育程度（可分为不发育、较发育、发育、很发育）、风化程度（全风化、强风化、弱风化、微风化、）岩层厚度[分为厚层