地下洞室围岩稳定性的工程地质分析原理.ppt

地下洞室围岩稳定性的工程地质分析
土木工程学院
5/28/2018
1)掌握地下洞室围岩稳定性的基本概念及研究意义;
2)掌握地下洞室开挖后围岩应力重分布特征;
3)掌握洞室围岩的变形破坏特征、类型及山岩压力问题;
4)掌握地下洞室围岩稳定性的分析与评价方法;
5)了解地下洞室围岩变形量测的方法及支护措施;
本章学****内容及要求
本章重点:
1)地下洞室开挖后围岩应力分布特征;
2)地下洞室围岩的变形破坏特征及类型;
3)围岩稳定性分析与评价方法;
本章难点:
1)围岩变形破坏特征;
2)围岩稳定性分析与评价方法
本章重点及难点
§ 地下洞室概念及研究意义
基本概念
地下洞室(underground cavity)是指人工开挖或天然存在于岩土体中作为各种用途的构筑物。
为各种目的修建在地层之内的中空通道或中空洞室统称为地下洞室,包括矿山坑道、铁路隧道、水工隧洞、地下发电站厂房、地下铁道及地下停车场、地下储油库、地下弹道导弹发射井、以及地下飞机库等。
虽然它们规模不等,但都有一个共同的特点,就是都要在岩体内开挖出具有一定横断面积和尺寸、并有较大廷伸长度的洞子。
二滩电站地下厂房
§ 地下洞室概念及研究意义
锦屏地下洞室三维地质模型
§ 地下洞室概念及研究意义
拉西瓦地下洞室三维地质模型
§ 地下洞室概念及研究意义
地下洞室的分类
按用途:矿山巷道(井)、交通隧道、水工隧道、地下厂房(仓库)、地下军事工程
按洞壁受压情况:有压洞室、无压洞室
按断面形状:圆形、矩形、城门洞形、椭圆形
按与水平面关系:水平洞室、斜洞、垂直洞室(井)
按介质类型:岩石洞室、土洞
按应力情况:单式洞室、群洞
§ 地下洞室概念及研究意义
研究意义
地下洞室开挖之前,岩体处于一定的应力平衡状态,开挖使洞室周围岩体发生卸荷回弹和应力重新分布。如果围岩足够强固,不会因卸荷回弹和应力状态的变化而发生显著的变形和破坏,那么,开挖出的地下洞室就不需要采取任何加固措施而能保持稳定。但是,有时或因洞室周围岩体应力状态的变化大,或因岩体强度低,以致围岩适应不了回弹应力和重分布应力的作用而丧失其稳定性。此时,如果不加固或加固而末保证质量,都会引起破坏事故,对地下建筑的施工和运营造成危害。
§ 地下洞室概念及研究意义
围岩应力重分布的一般特点
由岩体力学可知,任何岩体在天然条件下均处于一定初始应力状态,岩体内任何一点的初始应力状态(常称为原岩应力)通常可以垂直正应力(通常为主应力) 和水平正应力来表示(其中σvo值可以是零,也可以是常数):
由上式可知:岩体内的初始应力随深度而变化,因而对于具有一定尺寸的地下洞室来说,其垂直剖面上各点的原岩应力大小是不等的,即地下洞室在岩体内将是处在一种非均匀的初始应力场中。
§ 开挖围岩的应力重分布特征