隧道工程第5章ppt課件

1、重慶交通大學 隧道及巖土工程系2019年10月學習本課程的目的：學習本課程的目的：1 1要求掌握有關(guān)公路隧道的勘查、設(shè)要求掌握有關(guān)公路隧道的勘查、設(shè)計、構(gòu)造原理和有關(guān)計算方法；計、構(gòu)造原理和有關(guān)計算方法；2 2了解公路隧道圍巖穩(wěn)定性的影響要了解公路隧道圍巖穩(wěn)定性的影響要素及其與施工方法的關(guān)系；素及其與施工方法的關(guān)系；3 3了解公路隧道工程施工組織管理。了解公路隧道工程施工組織管理。 5.1 5.1 隧道圍巖分級及其作用隧道圍巖分級及其作用 5.2 5.2 圍巖壓力確實定圍巖壓力確實定 5.3 5.3 影響圍巖穩(wěn)定性的要素影響圍巖穩(wěn)定性的要素 圍巖：隧道周圍一定范圍內(nèi)，對其穩(wěn)定性產(chǎn)生影圍巖：隧道

2、周圍一定范圍內(nèi)，對其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的巖體響的巖體 圍巖壓力：是指隧道開挖后，圍巖作用在隧道支圍巖壓力：是指隧道開挖后，圍巖作用在隧道支護上的壓力，是隧道支撐或襯砌構(gòu)造的主要荷載之一。護上的壓力，是隧道支撐或襯砌構(gòu)造的主要荷載之一。其性質(zhì)、大小、方向以及發(fā)生和開展的規(guī)律，對正確其性質(zhì)、大小、方向以及發(fā)生和開展的規(guī)律，對正確地進展隧道設(shè)計與施工有很重要的影響。地進展隧道設(shè)計與施工有很重要的影響。 地質(zhì)環(huán)境：隧道工程所賦存的地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵很地質(zhì)環(huán)境：隧道工程所賦存的地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵很廣，包括地層特征、地下水情況、開挖隧道前就存在廣，包括地層特征、地下水情況、開挖隧道前就存在于地層中的原始地應(yīng)力形狀、地

3、溫梯度等于地層中的原始地應(yīng)力形狀、地溫梯度等 。5.1 5.1 隧道圍巖分級及其運用隧道圍巖分級及其運用 目前，隧道圍巖分級是設(shè)計、目前，隧道圍巖分級是設(shè)計、施工的根底工程類比法就是施工的根底工程類比法就是建立在圍巖分級的根底上的。建立在圍巖分級的根底上的。5.1 5.1 隧道圍巖分級及其運用隧道圍巖分級及其運用 圍巖分級的目的圍巖分級的目的 作為選擇施工方法的作為選擇施工方法的根據(jù)；根據(jù)； 進展科學管理及正確評進展科學管理及正確評價經(jīng)濟效益；價經(jīng)濟效益； 確定構(gòu)造上的荷載松確定構(gòu)造上的荷載松散荷載；散荷載； 給出襯砌構(gòu)造的類型及給出襯砌構(gòu)造的類型及其尺寸；其尺寸； 制定勞動定額、資料耗制定勞

4、動定額、資料耗費規(guī)范根底等；費規(guī)范根底等； 人們對圍巖的認識是不斷深化的 從在國外的情況看：土石方工程分土石方工程分類法類法( (開挖難開挖難易程度易程度) )巖石的鞏固性巖石的鞏固性來分類來分類: : 如鞏如鞏固性系數(shù)固性系數(shù)f fRQD從圍巖穩(wěn)定性出發(fā)分類來從圍巖穩(wěn)定性出發(fā)分類來替代多年沿用的鞏固性為替代多年沿用的鞏固性為根底的分類根底的分類從分級目的方面：從分級目的方面：大多數(shù)從大多數(shù)從定性描畫定性描畫閱歷判別閱歷判別定量描畫定量描畫 以隧道圍巖的穩(wěn)定性為根底進展分級是隧道圍巖分類的總趨勢。 1 1、隧道圍巖分級的要素目的及其選擇、隧道圍巖分級的要素目的及其選擇 圍巖分級的目的，主要思索

5、影響圍巖穩(wěn)定性的要素或圍巖分級的目的，主要思索影響圍巖穩(wěn)定性的要素或其組合的要素其組合的要素. . 單一的巖性目的單一的巖性目的 綜合巖性目的綜合巖性目的 單一的巖性目的單一的巖性目的 巖石的單軸飽和極限抗壓強度作為根巖石的單軸飽和極限抗壓強度作為根本的分級目的，具有實驗簡單，數(shù)據(jù)可靠的本的分級目的，具有實驗簡單，數(shù)據(jù)可靠的優(yōu)點；優(yōu)點； 巖石的抗壓和抗拉強度、彈性模量、巖石的抗壓和抗拉強度、彈性模量、泊松比等物理力學參數(shù)泊松比等物理力學參數(shù) ； 巖石的抗鉆性、抗爆性等工程目的。巖石的抗鉆性、抗爆性等工程目的。 綜合巖性目的綜合巖性目的 巖體的彈性波傳播速度：彈性波巖體的彈性波傳播速度：彈性波傳

6、播速度與巖體的強度和完好性成正比，傳播速度與巖體的強度和完好性成正比，其目的反映了巖石的力學性質(zhì)和巖體的其目的反映了巖石的力學性質(zhì)和巖體的破碎程度的綜合要素，通常用破碎程度的綜合要素，通常用KvKv來評價：來評價： 2巖石巖體vvKvK Kv v0.750.750.750.750.550.550.550.550.350.350.350.350.150.150.15 90RQD 90 為優(yōu)質(zhì)；為優(yōu)質(zhì)； 7575 RQD 90 RQD 90 為良好；為良好；5050 RQD 75 RQD 75 為好；為好； 2525 RQD 50 RQD 50 為差；為差； RQD 25RQD 25 為很差為很差

7、 圍巖的自穩(wěn)時間圍巖的自穩(wěn)時間 ：被以為是綜合巖性目的，：被以為是綜合巖性目的，隧道開挖后，圍巖通常都有一段暫時穩(wěn)定的時間，隧道開挖后，圍巖通常都有一段暫時穩(wěn)定的時間，不同的地質(zhì)環(huán)境，自穩(wěn)時間是不同的，勞費不同的地質(zhì)環(huán)境，自穩(wěn)時間是不同的，勞費H.LaufferH.Lauffer以為隧道圍巖的自穩(wěn)時間以為隧道圍巖的自穩(wěn)時間tsts可用下可用下式表示：式表示： ts = ts = 常數(shù)常數(shù) L L(1(1a) a) 式中：式中：L L 隧道未支護地段的長度；隧道未支護地段的長度；a a 視圍視圍巖情況在巖情況在0 01 1之間變化，好的巖體可取之間變化，好的巖體可取 a =0;a =0;極極差的

8、差的 a = 1 a = 1 勞費勞費H.LaufferH.Lauffer根據(jù)圍巖的自穩(wěn)時間根據(jù)圍巖的自穩(wěn)時間和未支護地段的長度，將圍巖分為：和未支護地段的長度，將圍巖分為： 穩(wěn)定的、易掉塊的、極易掉塊的、破碎穩(wěn)定的、易掉塊的、極易掉塊的、破碎的、很破碎的、有壓力的、有很大壓力的、很破碎的、有壓力的、有很大壓力等七級等七級 巖體質(zhì)量目的巖體質(zhì)量目的Q Q目的目的Q RQD/ Jh( Jr/Ja) ( Jw / SRF) RQD 巖石質(zhì)量目的；巖石質(zhì)量目的；Jh 節(jié)理組數(shù)目，巖體愈破碎，節(jié)理組數(shù)目，巖體愈破碎，Jh取值愈大；取值愈大；Jr 節(jié)理粗糙度，節(jié)理愈光滑，節(jié)理粗糙度，節(jié)理愈光滑，Jr取值

9、愈??；取值愈小；Ja 節(jié)理蝕變值，蝕變愈嚴重，節(jié)理蝕變值，蝕變愈嚴重，Ja取值愈大；取值愈大； Jw 節(jié)理含水折減系數(shù)，節(jié)理滲水量愈大，水壓愈節(jié)理含水折減系數(shù)，節(jié)理滲水量愈大，水壓愈高，高，Jw取值愈小取值愈小SRF 應(yīng)力折減系數(shù)，圍巖初始應(yīng)力愈高，應(yīng)力折減系數(shù)，圍巖初始應(yīng)力愈高，SRF取值取值愈大。愈大。 Q RQD/ Jh( Jr/Ja) ( Jw / SRF) 式中： RQD 巖石質(zhì)量目的，其取值方法見式51； Jh 節(jié)理組數(shù)目，巖體愈破碎，Jh取值愈大，可參考以下閱歷數(shù)值； 沒有或很少節(jié)理， Jh 0.51.0； 兩個節(jié)理組時， Jh 4； 破碎巖體時， Jh 20。 Jr 節(jié)理粗糙度

10、，節(jié)理愈光滑，Jr取值愈小，可參考以下閱歷數(shù)值； 不延續(xù)節(jié)理， Jr 4； 平整光滑節(jié)理， Jr 0.5等。 Ja 節(jié)理蝕變值，蝕變愈嚴重，Ja取值愈大，可參考以下閱歷數(shù)值； 節(jié)理面嚴密結(jié)合，節(jié)理中填充物鞏固不軟化，Ja 0.75； 節(jié)理中填充物是膨脹性粘土，如蒙脫土，Ja 812等。 Jw 節(jié)理含水折減系數(shù)，節(jié)理滲水量愈大，水壓愈高，Jw取值愈小，可參考以下閱歷數(shù)值； 微量滲水，水壓 958575758650752550 550550451450351350251 4.53.54.52.54.01.53.01.02.0 1.0（飽和粘土）（飽和粘土）I0.81.00.60.80.40.60.

11、20.4 0.2 隧道施工圍巖分級隧道施工圍巖分級 施工階段圍巖斷定具有直接性、施工階段圍巖斷定具有直接性、可靠性、重要性特征，因此，施工階可靠性、重要性特征，因此，施工階段圍巖級別的斷定是一個重要而現(xiàn)實段圍巖級別的斷定是一個重要而現(xiàn)實的問題。的問題。 評定要素采用圍巖鞏固程度、圍評定要素采用圍巖鞏固程度、圍巖完好性程度、和地下水形狀三項要巖完好性程度、和地下水形狀三項要素，細分為十三個子要素，素，細分為十三個子要素， 即即3 31313評定評定; ; 隧道施工圍巖分級隧道施工圍巖分級 即即3 31313評定評定 在三個要素中，最困難的是圍巖完好性程度的評定，重點是如何根據(jù)掌子面的地質(zhì)數(shù)據(jù)評價

12、圍巖的完好程度。根據(jù)對國內(nèi)外施工階段圍巖分級的調(diào)查，應(yīng)采用多種方法對圍巖完好程度進展分級，采用定性和定量相結(jié)合的方法，如可采用以下圖的目的 ：5.2 5.2 圍巖壓力確實定圍巖壓力確實定 1 1、圍巖壓力的概念、圍巖壓力的概念 圍巖壓力：是指引起地下開挖空間周圍巖壓力：是指引起地下開挖空間周圍巖體和支護變形或破壞的作用力。它包圍巖體和支護變形或破壞的作用力。它包括由地應(yīng)力引起的圍巖應(yīng)力以及圍巖變形括由地應(yīng)力引起的圍巖應(yīng)力以及圍巖變形受阻而作用在支護構(gòu)造上的作用力。從狹受阻而作用在支護構(gòu)造上的作用力。從狹義上來了解，圍巖壓力是指圍巖作用在支義上來了解，圍巖壓力是指圍巖作用在支護構(gòu)造上的壓力。在工

13、程中普通研討?yīng)M義護構(gòu)造上的壓力。在工程中普通研討?yīng)M義的圍巖壓力。的圍巖壓力。 圍巖壓力按作用力發(fā)生形狀分為：圍巖壓力按作用力發(fā)生形狀分為： 松散壓力：是指由于開挖而松動或坍塌的松散壓力：是指由于開挖而松動或坍塌的巖體以重力方式直接作用在支護構(gòu)造的壓力。巖體以重力方式直接作用在支護構(gòu)造的壓力。 形變壓力：是指由于圍巖變形遭到與之密形變壓力：是指由于圍巖變形遭到與之密貼的支護的抑制，而使圍巖與支護構(gòu)造共同變形貼的支護的抑制，而使圍巖與支護構(gòu)造共同變形過程中，圍巖對支護構(gòu)造施加的接觸壓力。過程中，圍巖對支護構(gòu)造施加的接觸壓力。 膨脹壓力：是指由于圍巖吸水而膨脹崩解膨脹壓力：是指由于圍巖吸水而膨脹崩解

14、所引起的壓力。所引起的壓力。 沖擊壓力：是指圍巖中積累了大量的彈性沖擊壓力：是指圍巖中積累了大量的彈性變性能之后，由于隧道的開挖，圍巖的約束被解變性能之后，由于隧道的開挖，圍巖的約束被解除，除， 松散壓力：常經(jīng)過以下三種情況發(fā)生： 在整體穩(wěn)定的巖體中，能夠出現(xiàn)個別松動掉塊的巖石； 在松散脆弱的巖體中，坑道頂部和兩側(cè)片幫冒落； 在節(jié)理發(fā)育的裂隙巖體中，圍巖某些部位沿弱面發(fā)生剪切破壞或拉壞等部分塌落。 形變壓力：是指由于圍巖變形遭到與之密貼的支護如錨噴支護等的抑制，而使圍巖與支護構(gòu)造共同變形過程中，圍巖對支護構(gòu)造施加的接觸壓力。形變壓力除與圍巖應(yīng)力形狀有關(guān)外，還與支護時間和支護剛度有關(guān)。 膨脹壓力

15、：是指由于圍巖吸水而膨脹崩解所引起的壓力。它與形變壓力的根本區(qū)別在于它是由吸水膨脹引起的。 沖擊壓力：是指圍巖中積累了大量的彈性變性能之后，由于隧道的開挖，圍巖的約束被解除，能量忽然釋放所產(chǎn)生的壓力。 沖擊壓力是巖體能量的積累與釋放問題，所以它與彈性模量直接相關(guān)。彈性模量較大的巖體，在高地應(yīng)力作用下，易于積累大量的彈性變形能，一旦遇到適宜條件，就會忽然猛烈的大量釋放。2 2、圍巖松散壓力的產(chǎn)生、圍巖松散壓力的產(chǎn)生 開挖隧道所引起的圍巖松動和破壞的范圍開挖隧道所引起的圍巖松動和破壞的范圍有大有小，對于普通裂隙巖體中的深埋隧道，有大有小，對于普通裂隙巖體中的深埋隧道，其涉及范圍僅局限在隧道周圍一定

16、深度，作用其涉及范圍僅局限在隧道周圍一定深度，作用在支護構(gòu)造上的圍巖松散壓力遠遠小于其上覆在支護構(gòu)造上的圍巖松散壓力遠遠小于其上覆巖層自重所呵斥的壓力，這可用圍巖的巖層自重所呵斥的壓力，這可用圍巖的“成拱成拱作用來解釋。作用來解釋。2 2、圍巖松散壓力的產(chǎn)生、圍巖松散壓力的產(chǎn)生 隧道開挖后，在圍巖應(yīng)力重分布過程中，隧道開挖后，在圍巖應(yīng)力重分布過程中，頂板開場沉陷，并出現(xiàn)拉斷裂紋，可視為變形階頂板開場沉陷，并出現(xiàn)拉斷裂紋，可視為變形階段；段； 頂板的裂紋繼續(xù)開展并且張開，由于構(gòu)頂板的裂紋繼續(xù)開展并且張開，由于構(gòu)造面切割等緣由，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗蓜樱梢暈樗蓜釉烀媲懈畹染売?，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗蓜?，可視為松動階

17、段；階段； 頂板巖體視其強度的不同而逐漸坍塌，頂板巖體視其強度的不同而逐漸坍塌，可視為坍塌階段；可視為坍塌階段； 頂板塌落停頓，到達新的平衡，此時其頂板塌落停頓，到達新的平衡，此時其界面構(gòu)成一近似的拱形，可視為成拱階段。界面構(gòu)成一近似的拱形，可視為成拱階段。 自然拱的范圍的大小除受上述的圍巖地質(zhì)條件、支護構(gòu)造架設(shè)時間、剛度以及它與圍巖的接觸形狀外，還取決于以下諸要素： 隧道的外形和尺寸：隧道拱圈越平坦，跨度越大，那么自然拱越高，圍巖松散壓力也越大； 隧道的埋深：實際證明，只需當隧道埋深超越某一臨界值時，才有能夠構(gòu)成自然拱。習慣上稱這種隧道為深埋隧道，否那么為淺埋隧道。由于淺埋隧道不能構(gòu)成自然拱

18、，所以，它的圍巖壓力的大小與埋置深度直接相關(guān)。 施工要素：如爆破所產(chǎn)生的震動，經(jīng)常是引起塌方的重要緣由之一，呵斥圍巖壓力過大，又如分部開挖多次擾動圍巖，也會引起圍巖失穩(wěn)，加大自然拱范圍。地層負溫度地層負溫度3 3、圍巖壓力確實定方法、圍巖壓力確實定方法 圍巖壓力確實定目前常用有以下圍巖壓力確實定目前常用有以下三種方法：三種方法： 直接量測法直接量測法 閱歷法或工程類比法閱歷法或工程類比法 實際估算法實際估算法 直接量測法：直接量測法： 是一種切合實踐是一種切合實踐的方法，對隧道工程而言，也是的方法，對隧道工程而言，也是研討開展的方向；但由于受量測研討開展的方向；但由于受量測設(shè)備和技術(shù)程度的制約

19、，目前還設(shè)備和技術(shù)程度的制約，目前還不能普遍常用。不能普遍常用。 閱歷法或工程類比法：閱歷法或工程類比法： 是根據(jù)是根據(jù)大量以前工程的實踐資料的統(tǒng)計和大量以前工程的實踐資料的統(tǒng)計和總結(jié)，按不同圍巖分級提出圍巖壓總結(jié)，按不同圍巖分級提出圍巖壓力的閱歷數(shù)值，作為后建隧道工程力的閱歷數(shù)值，作為后建隧道工程確定圍巖壓力的根據(jù)的方法。是目確定圍巖壓力的根據(jù)的方法。是目前運用較多的方法。前運用較多的方法。 實際估算法：是在實際的根底實際估算法：是在實際的根底上從實際上研討圍巖壓力的方法。上從實際上研討圍巖壓力的方法。由于地質(zhì)條件的不確定性，影響由于地質(zhì)條件的不確定性，影響圍巖壓力的要素多，企圖建立一圍巖壓

20、力的要素多，企圖建立一種完善的和適宜各種實踐情況的種完善的和適宜各種實踐情況的通用圍巖壓力實際及計算方法是通用圍巖壓力實際及計算方法是困難的。困難的。 深埋隧道圍巖壓力確實定深埋隧道圍巖壓力確實定( (工程類比法工程類比法) ) 圍巖豎向勻布壓力圍巖豎向勻布壓力q q按下式計算：按下式計算： q = 0.45 q = 0.45 2 s-12 s-1 (kN/m2) (kN/m2) 式中式中 ：SS圍巖級別，如屬圍巖級別，如屬IIII級，那么級，那么S S2 2； 圍巖容重，圍巖容重， (kN/m3)(kN/m3)； 1+ i(B-5) 1+ i(B-5) 寬度影響系數(shù)；寬度影響系數(shù)； B B

21、隧道寬度，隧道寬度，m m； i i 以以B B5m5m為基準，為基準，B B每增減每增減1m1m時的圍時的圍巖壓力增減率。巖壓力增減率。 當當B5mB 5m,B 5m,取取i i 0.10.1。 深埋隧道圍巖壓力確實定深埋隧道圍巖壓力確實定( (工程類比工程類比 法法) ) q = 0.45 q = 0.45 2 s-12 s-1 (kN/m2) (kN/m2) 適用條件適用條件 H/B 1.7 H/B 1.7， 式中式中H H 為隧道高度；為隧道高度； 深埋隧道；深埋隧道； 不產(chǎn)生顯著偏壓力及膨脹力的普通隧道；不產(chǎn)生顯著偏壓力及膨脹力的普通隧道； 采用鉆爆法施工的隧道。采用鉆爆法施工的隧道

22、。 圍巖的程度勻布壓力圍巖的程度勻布壓力e e 確實定，按下表確實定，按下表中的閱歷公式計算中的閱歷公式計算 圍巖圍巖級別級別I、IIIIIIVVVI水平勻水平勻布壓力布壓力00.15q(0.150.3)q(0.30.5)q (0.51.0)q 鐵路新規(guī)范：鐵路新規(guī)范： q qhh h=0.41 h=0.411.79S1.79S 這是全國這是全國10461046座鐵路隧道得出的座鐵路隧道得出的閱歷公式，其中閱歷公式，其中S S 新規(guī)范圍巖的分新規(guī)范圍巖的分級。級。 注：鐵路隧道跨度小于公路隧道注：鐵路隧道跨度小于公路隧道圍巖壓力分布特征圍巖壓力分布特征 淺埋隧道圍巖松散壓力的計算淺埋隧道圍巖松

23、散壓力的計算 深、淺埋隧道的斷定原那么深、淺埋隧道的斷定原那么 隧道埋深不同，確定圍巖壓力的隧道埋深不同，確定圍巖壓力的計算方法不同，應(yīng)以隧道頂部覆蓋層計算方法不同，應(yīng)以隧道頂部覆蓋層能否構(gòu)成能否構(gòu)成“自然拱為原那么。自然拱為原那么。 深埋隧道圍巖松散壓力值是以施深埋隧道圍巖松散壓力值是以施工坍方平均高度工坍方平均高度( (等效荷載高度值等效荷載高度值) )為為根據(jù)，為了構(gòu)成此高度值，隧道上覆根據(jù)，為了構(gòu)成此高度值，隧道上覆巖體就有一定的厚度。根據(jù)閱歷，這巖體就有一定的厚度。根據(jù)閱歷，這個深度通常為個深度通常為2 22.52.5倍的坍方平均高倍的坍方平均高度值度值 深、淺埋隧道的斷定原那么深、

24、淺埋隧道的斷定原那么 HpHp2 22.52.5hq hq 式中式中:Hp:Hp深淺埋隧道分界深度深淺埋隧道分界深度; ; hq hq荷載等效高度，按下式計算：荷載等效高度，按下式計算： hqhqq/ q/ q q深埋隧道豎向均布壓力深埋隧道豎向均布壓力 kNkNm2m2； 圍巖容重圍巖容重kNkNm2m2。 在礦山法施工的條件下I一III級圍巖取 Hp2hqIVVI級圍巖取 Hp2.5hq 當隧道覆蓋層厚度HHp時為深埋， HHp時為淺埋 淺埋隧道圍巖壓力確實定方法淺埋隧道圍巖壓力確實定方法 埋深埋深(H)(H)小于或等于等效荷載高度小于或等于等效荷載高度hqhq時，荷時，荷載視為均布豎向壓

25、力載視為均布豎向壓力 q = Hq = H式中式中: q: q勻布布豎向壓力；勻布布豎向壓力； 深度上覆圍巖容重；深度上覆圍巖容重； HH隧道埋深，抬隧道頂至地面的間隔。隧道埋深，抬隧道頂至地面的間隔。 淺埋隧道圍巖壓力確實定方法淺埋隧道圍巖壓力確實定方法 側(cè)向壓力側(cè)向壓力e e，按勻布思索時，其值為：，按勻布思索時，其值為： e = (H + 1/2 Hi)tg2(450 /2)e = (H + 1/2 Hi)tg2(450 /2)式中式中: e : e 側(cè)向勻布壓力；側(cè)向勻布壓力； 圍巖容重，以圍巖容重，以kN/m3kN/m3計；計； H H 隧道埋深，以隧道埋深，以m m計；計； Hi

26、Hi 隧道高度，以隧道高度，以m m計；計； 一圍巖計算摩擦角，可查有關(guān)規(guī)范。一圍巖計算摩擦角，可查有關(guān)規(guī)范。埋深大于埋深大于hqhq、小于等于、小于等于HpHp時時 采用松散介質(zhì)極限平衡實際進展分析，即：圍巖松動壓力=滑動巖體分量滑面上的阻力 q淺淺 Q淺淺/B = H1H/Btg e=(Hh) /2式中式中一側(cè)壓力系數(shù)一側(cè)壓力系數(shù) ，即：，即： = (tg-tg)/tg1+tg(tg-tg)+tgtg tg = tg+(tg2+1)tg/(tg-tg)1/2 圍巖應(yīng)力的現(xiàn)場量測圍巖應(yīng)力的現(xiàn)場量測 實測圍巖壓力的方法很多，可實測圍巖壓力的方法很多，可歸納為兩類：歸納為兩類： 直接量測直接量測

27、 間接量測間接量測直接量測：主要采用壓力盒、壓力直接量測：主要采用壓力盒、壓力傳感器等，壓力盒按任務(wù)原理分為機傳感器等，壓力盒按任務(wù)原理分為機械作用式、電測式和液壓式等，目前械作用式、電測式和液壓式等，目前運用較多的是鋼弦式壓力盒。運用較多的是鋼弦式壓力盒。 間接量測：利用量測隧道襯砌的間接量測：利用量測隧道襯砌的應(yīng)變、變形來推算作用在其上的圍巖應(yīng)變、變形來推算作用在其上的圍巖壓力的方法，即間接量測法。如電阻壓力的方法，即間接量測法。如電阻應(yīng)變片、鋼筋應(yīng)變計、遙測應(yīng)變計、應(yīng)變片、鋼筋應(yīng)變計、遙測應(yīng)變計、混凝土應(yīng)變磚等混凝土應(yīng)變磚等5.3 5.3 影響圍巖穩(wěn)定性的要素影響圍巖穩(wěn)定性的要素 隧道圍

28、巖分級是對隧道開挖后，圍隧道圍巖分級是對隧道開挖后，圍巖穩(wěn)定程度的分級和評價。圍巖分級的巖穩(wěn)定程度的分級和評價。圍巖分級的要素，也就是影響隧道圍巖穩(wěn)定性的要要素，也就是影響隧道圍巖穩(wěn)定性的要素。素。 影響隧道圍巖穩(wěn)定性的要素普通以影響隧道圍巖穩(wěn)定性的要素普通以為有兩類：一類是客觀存在的地質(zhì)要素；為有兩類：一類是客觀存在的地質(zhì)要素；另一類是設(shè)計和施工要素，或稱為人為另一類是設(shè)計和施工要素，或稱為人為要素。要素。1 1、地質(zhì)要素的影響、地質(zhì)要素的影響 巖土體構(gòu)造形狀巖土體構(gòu)造形狀 巖石的工程性質(zhì)巖石的工程性質(zhì) 地下水的作用和影響地下水的作用和影響 圍巖的初應(yīng)力形狀圍巖的初應(yīng)力形狀 巖土體構(gòu)造形狀巖

29、土體構(gòu)造形狀 巖土體構(gòu)造是長時間地質(zhì)運動的產(chǎn)物，巖土體構(gòu)造是長時間地質(zhì)運動的產(chǎn)物，在地質(zhì)要素的影響中起著主要作用。在地質(zhì)要素的影響中起著主要作用。 圍巖的構(gòu)造形狀通常用其破碎程度或圍巖的構(gòu)造形狀通常用其破碎程度或完好形狀來表示完好形狀來表示 巖體的完好形狀或破碎程度有兩個含巖體的完好形狀或破碎程度有兩個含義，一是構(gòu)成巖體的巖塊大小，二是這些義，一是構(gòu)成巖體的巖塊大小，二是這些巖塊的組合形狀。巖塊的組合形狀。 巖石的工程性質(zhì)巖石的工程性質(zhì) 巖石的工程性質(zhì)是多方面的，普通巖石的工程性質(zhì)是多方面的，普通主要指巖石的強度或鞏固性。主要指巖石的強度或鞏固性。 在巖體構(gòu)造形狀成為控制圍巖穩(wěn)定在巖體構(gòu)造形狀

30、成為控制圍巖穩(wěn)定的主要要素時，強調(diào)巖石強度意義是的主要要素時，強調(diào)巖石強度意義是不大的。不大的。 巖石強度在完好的巖體中是起主要巖石強度在完好的巖體中是起主要作用的。作用的。 地下水的作用和影響地下水的作用和影響 使巖質(zhì)軟化，強度降低，對軟巖尤為明使巖質(zhì)軟化，強度降低，對軟巖尤為明顯，對土體那么可促使其液化或流動；顯，對土體那么可促使其液化或流動； 有脆弱構(gòu)造面的圍巖，會沖走充填物或使有脆弱構(gòu)造面的圍巖，會沖走充填物或使夾層液化，減少層間摩阻力促使巖塊滑動；夾層液化，減少層間摩阻力促使巖塊滑動； 在某些圍巖中，如石膏、巖鹽和蒙脫石在某些圍巖中，如石膏、巖鹽和蒙脫石為主的粘土巖中，遇水后產(chǎn)生膨脹，在未膠為主的粘土巖中，遇水后產(chǎn)生膨脹，在未膠結(jié)或弱膠結(jié)的砂巖中可產(chǎn)生流砂和潛蝕。結(jié)或弱膠結(jié)的砂巖中可產(chǎn)生流砂和潛蝕。 圍巖的初應(yīng)力形狀圍巖的初應(yīng)力形狀 圍巖的初應(yīng)力形狀對巖體的構(gòu)圍巖的初應(yīng)力形狀對巖體的構(gòu)造一力學特征是有一定影響的。因造一力學特征是有一定影響的。因此，在圍巖分級中，如何根據(jù)地質(zhì)此，在圍巖分級中，如何根據(jù)地