围岩压力及埋置类型.ppt

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1、4.2隧道围岩压力的确定4.2.1围岩压力开挖隧道使围岩原有的平衡状态破坏了，对隧道周围一定范围内的围岩产生了不同程度的扰动。支护结构要阻止围岩的移动、变形，支护结构就必然要受到围岩所施加的力，即围岩压力。初始应力平衡状态下的三向应力：隧道开挖前后的变化硬岩及软岩在隧道开挖后应力重新分布范围的大小与地质条件有关，一般为隧道开挖跨度的0.5~2.5倍。在坚硬、完整岩体中，由于岩体强度高，影响范围小，岩体能承受周边急剧增大的应力，可使隧道保持稳定，一般只有弹性变形而不会破坏；而在松软、破碎岩体中，由于岩体不能承受增大的应力，在一定范围内的岩石就要松动、破坏并向隧道内坍塌

2、。围岩压力类型有垂直压力、侧压力和底压力，4.2.2隧道围岩压力的确定1）深埋隧道围岩压力的确定i——为每增减1m时的围岩压力增减率。以B＝5.0m的围岩垂直均布压力为准，当B<5.0m时，取i＝0.2；当B＝5.0—15.0m时，取i＝0.1。围岩类别sVI:呈巨块状整体结构硬质岩石,Rb>60MPaV:呈大块状砌体结构硬质岩石,Rb>30MPaIV:呈块（石）碎（石）状镶嵌结构III:略具压密或成岩作用的粘性土、砂性土II:湿的一般碎、卵石土，圆砾、角砾土及黄土I：软塑状粘性土及潮湿的粉细砂等表4-3各类围岩的重度围岩类别ⅥⅤⅣⅢⅡⅠ(kN/m3)25.5~27

3、.424.5~26.522.5~24.518.6~21.616.7~19.614.7~16.7注：对Ⅲ类围岩的老黄土采用16.7~17.6kN/m3；对Ⅱ类围岩的新黄土采用14.7kN/m3。表4-4围岩水平均布压力e围岩类别Ⅵ、ⅤⅣⅢⅡⅠe0<0.15q(0.15~0.3)q(0.3~0.5)q(0.5~1.0)q必须同时具备下列条件：（1）H/B<1.7，H为隧道开挖高度，B为隧道开挖宽度。（2）不产生膨胀力的围岩及偏压不显著的隧道；（3）采用钻爆法施工的隧道。注:围岩分级规定已经改变2004年JTGD70-2004级别与类别新规范规定的定量指标BQ对应的新的公

4、式形式：围岩级别2）浅埋隧道围岩压力的确定按荷载等效高度的判定式为：在新奥法施工的条件下，Ⅰ~Ⅲ类围岩取，Ⅳ~Ⅵ类围岩。界限埋深来源于土拱理论。土质较好时，土拱在自然地面以下较浅处形成；土质较差时，土拱在深层处形成。三种情况：深埋、浅埋、介于二者之间的中埋（1）埋深H小于或等于荷载等效高度hq围岩压力完全由上覆岩（土）柱的重力产生，视为均布时，垂直压力和水平压力为：（2）埋深H大于hq、小于Hp在这种情况下，隧道上覆土体下滑时要考虑滑面阻力的影响，否则计算出的压力值过大。（2）埋深H大于hq、小于HpEFHG岩（土）体下沉，带动两侧三棱土体（如图中FDB及ECA）下

5、沉受到阻力T，整个土体ABDC下沉时，又要受到未扰动岩（土）体的阻力F；AC或BD表示假定的破裂面与水平成角；T未知三棱体ECA中，受到三个力：TFW运用正弦定理：极限状态下可以求得破裂面的夹角总垂直压力：h-H简化为：竖向均布荷载和水平侧压力课堂练习：请计算后上交，学号和姓名谢谢！某隧道通过III类围岩，采用新奥法设计与施工，围岩天然容重20kN/m3,计算摩擦角Φ=50o,滑动面摩擦角θ=40o，隧道高度8m，宽度10m，隧道顶埋深13m，试：（1）判断浅埋还是深埋；（6分）（2）确定围岩压力。（4分）需要说明原岩应力分为：重力应力场和构造应力场上述讨论的是

6、重力应力场构造应力场又分为古构造应力（地质史）和新构造应力两类（地震、最新地壳变形）。实测的侧应力系数有可能大于1.