七章地下洞室圍巖穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究課件(與“圍巖”有關(guān)文檔共52張)

為各種目的修建在地層之內(nèi)的通道或空洞。包括礦山坑道、鐵路隧道、水工隧洞、地下發(fā)電站廠房、地下鐵道及地下停車場(chǎng)、地下儲(chǔ)油庫(kù)、地下導(dǎo)彈發(fā)射井、以及地下飛機(jī)庫(kù)等。地下洞室大型古地下工程第1頁(yè)，共52頁(yè)。圓形洞室圍巖重分布應(yīng)力計(jì)算簡(jiǎn)圖第1節(jié)、地下洞室開(kāi)挖前后的應(yīng)力特征第2頁(yè)，共52頁(yè)。洞室周邊圍巖應(yīng)力彈性重分布計(jì)算公式為徑向應(yīng)力為切向應(yīng)力為剪應(yīng)力r為質(zhì)點(diǎn)至洞軸線的距離r0為隧洞半徑當(dāng)天然應(yīng)力比λ=1時(shí)，洞室周邊圍巖應(yīng)力彈性重分布計(jì)算公式第3頁(yè)，共52頁(yè)。4r05r06r07r08r02r03r0r0圓形洞室周邊應(yīng)力重分布第4頁(yè)，共52頁(yè)。開(kāi)挖后圍巖中出現(xiàn)塑性圈時(shí)的重分布應(yīng)力圍巖一旦松動(dòng)，如不加支護(hù)，則會(huì)向深部發(fā)展，形成具有一定范圍的應(yīng)力松弛區(qū)，稱為塑性松動(dòng)圈。在松動(dòng)圈形成過(guò)程中，原來(lái)周邊集中的高應(yīng)力逐漸向深處轉(zhuǎn)移，形成新的應(yīng)力增高區(qū)，該區(qū)巖體被擠壓緊密，稱為承載圈。此圈之外為初始應(yīng)力區(qū)。洞室開(kāi)挖后圍巖的穩(wěn)定性，取決于二次應(yīng)力與圍巖強(qiáng)度之間的關(guān)系。如果洞周邊應(yīng)力小于巖體的強(qiáng)度，圍巖穩(wěn)定。否則，周邊巖石將產(chǎn)生破壞或較大的塑性變形。第5頁(yè)，共52頁(yè)。圍巖這類變形破壞的發(fā)展進(jìn)程當(dāng)圍巖應(yīng)力已經(jīng)超過(guò)巖體的極限強(qiáng)度時(shí)，圍巖發(fā)生破壞。當(dāng)圍巖應(yīng)力的量級(jí)介于巖體的極限強(qiáng)度和長(zhǎng)期強(qiáng)度之間時(shí)，圍巖需經(jīng)瞬時(shí)的彈性變形及較長(zhǎng)時(shí)期蠕動(dòng)變形的發(fā)展方能達(dá)到最終的破壞，通?？筛鶕?jù)圍巖變形歷時(shí)曲線變化的特點(diǎn)而加以預(yù)報(bào)。當(dāng)圍巖應(yīng)力的量級(jí)介于巖體的長(zhǎng)時(shí)間強(qiáng)度及蠕變臨界應(yīng)力之間時(shí)，圍巖除發(fā)生瞬時(shí)的彈性變形外，還要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的蠕動(dòng)變形才能達(dá)到最終的穩(wěn)定。當(dāng)圍巖應(yīng)力小于巖體的蠕變臨界應(yīng)力時(shí)，圍巖將于瞬時(shí)的彈性變形后立即穩(wěn)定下來(lái)。第2節(jié)、洞室圍巖的變形與破壞第6頁(yè)，共52頁(yè)。圍巖變形破壞的常見(jiàn)形式第7頁(yè)，共52頁(yè)。在堅(jiān)硬完整的巖體中開(kāi)挖地下洞室，圍巖一般是穩(wěn)定的。但是在高地應(yīng)力地區(qū)，經(jīng)常產(chǎn)生巖爆現(xiàn)象。巖爆是儲(chǔ)存有很大彈性應(yīng)變能的巖體，在開(kāi)挖卸荷后，能量突然釋放所形成的，它與巖石性質(zhì)、地應(yīng)力積聚水平及洞室斷面形狀等因素有關(guān)。堅(jiān)硬完整巖體的脆性破裂巖爆的產(chǎn)生需要具備兩方面的條件高儲(chǔ)能體的存在及其應(yīng)力接近于巖體強(qiáng)度是產(chǎn)生巖爆的內(nèi)在條件，而某些因素的觸發(fā)效應(yīng)則是巖爆產(chǎn)生的外因。第8頁(yè)，共52頁(yè)。巖爆產(chǎn)生的爆坑爆坑附近邊墻下部破壞情況右側(cè)拱頂位置塌方情況第二次巖爆塌方左側(cè)拱架破壞情況錦屏二級(jí)水電站排水洞巖爆第9頁(yè)，共52頁(yè)。塊體滑移是塊狀結(jié)構(gòu)圍巖常見(jiàn)的破壞形式。這類破壞常以結(jié)構(gòu)面交切組合成不同形狀的塊體滑移、塌落等形式出現(xiàn)。分離塊體的穩(wěn)定性取決于塊體的形狀有無(wú)臨空條件、結(jié)構(gòu)面的光滑程度及是否夾泥等。塊體滑移堅(jiān)硬巖體中的塊體滑移第10頁(yè)，共52頁(yè)。巖層的彎曲折斷，是層狀圍巖變形失穩(wěn)的主要形式。平緩巖層，當(dāng)巖層層次很薄或軟硬相間時(shí)，頂板容易下沉彎曲折斷。在傾斜層狀圍巖中，當(dāng)層間結(jié)合不良時(shí)，順傾向一側(cè)拱腳以上部分巖層易彎曲折斷，逆傾向一側(cè)邊墻或頂拱易滑落掉塊。在陡傾或直立巖層中，因洞周的切向應(yīng)力與邊墻巖層近于平行，所以邊墻容易凸邦彎曲。層狀彎折和拱曲層狀結(jié)構(gòu)圍巖變形破壞特征1-設(shè)計(jì)斷面2-破壞區(qū)3-崩塌4-滑動(dòng)5-彎曲、張裂及折斷第11頁(yè)，共52頁(yè)。碎裂巖體的松動(dòng)解脫碎裂結(jié)構(gòu)巖體在張力和振動(dòng)力作用下容易松動(dòng)、解脫，在洞頂則產(chǎn)生崩落，在邊墻上則表現(xiàn)為滑塌或碎塊的坍塌。碎裂巖體松動(dòng)解脫及頂拱破裂碎裂結(jié)構(gòu)圍巖塌方示意圖第12頁(yè)，共52頁(yè)。松軟巖體一般強(qiáng)烈風(fēng)化、強(qiáng)烈構(gòu)造破碎或新近堆積的土體，在重力、圍巖應(yīng)力和地下水作用下常產(chǎn)生冒落及塑性變形。常見(jiàn)的塑性變形和破壞的形式有邊墻擠入、底鼓及洞徑收縮等。水電站引水隧洞的塑性變形與塌方第13頁(yè)，共52頁(yè)。地下建筑位置的選擇，除取決于工程目的要求外，需要考慮圍巖的穩(wěn)定、山體穩(wěn)定及地形、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水及地應(yīng)力等因素的影響。理想的建洞山體應(yīng)具備以下條件：

1)建洞區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，巖層厚、節(jié)理組數(shù)少，間距大，無(wú)影響整個(gè)山捧穩(wěn)定的斷裂帶；

2)巖體堅(jiān)硬完整；

3)地形完整，沒(méi)有滑坡、塌方等早期埋藏和近期破壞的地形。無(wú)巖溶或巖溶很不發(fā)育；

4)地下水影響??；

5)無(wú)有害氣體和異常地?zé)?。?節(jié)、影響地下地下洞室圍巖穩(wěn)定性的地質(zhì)因素第14頁(yè)，共52頁(yè)。對(duì)地下洞室選址影響地質(zhì)因素地形條件（geographicconditions）巖性條件（rockandsoilengineeringcharacters）地質(zhì)構(gòu)造條件（geologecalstructureconditions）褶皺(fold)斷裂(fault)巖層產(chǎn)狀（attitudeoflayer）地下水（水文地質(zhì)hydrogeologicalconditions）地應(yīng)力（naturalstress）第15頁(yè)，共52頁(yè)。隧洞進(jìn)出口地段的邊坡應(yīng)下徒上緩，無(wú)滑坡、崩塌等現(xiàn)象存在。洞口巖石應(yīng)直接出露或坡積層薄，巖層最好傾向山里以保證河—口坡的安全。在地形徒的高邊坡開(kāi)挖洞口時(shí)，應(yīng)不削坡或少削坡即進(jìn)洞，必要時(shí)可做人工洞口先行進(jìn)洞，以保鉦邊坡的穩(wěn)定性。隧洞進(jìn)出口不應(yīng)選在排水困難的低洼處，也不應(yīng)選在沖溝、傍河山嘴及谷口等易受水流沖刷的地段。地形條件在地形上要求山體完整，洞室周圍包括洞頂及傍山側(cè)應(yīng)有足夠的山體厚度。隧洞選線利用溝谷示意圖第16頁(yè)，共52頁(yè)。常見(jiàn)的塑性變形和破壞的形式有邊墻擠入、底鼓及洞徑收縮等。在傾斜層狀圍巖中，當(dāng)層間結(jié)合不良時(shí)，順傾向一側(cè)拱腳以上部分巖層易彎曲折斷，逆傾向一側(cè)邊墻或頂拱易滑落掉塊。如果洞周邊應(yīng)力小于巖體的強(qiáng)度，圍巖穩(wěn)定。5)無(wú)有害氣體和異常地?zé)?。噴錨支護(hù)與常規(guī)襯砌支護(hù)比較示意圖F—不連續(xù)面產(chǎn)狀條件（很好—很差）分?jǐn)?shù)0—-125Ja—裂隙蝕變程度，新鮮—蝕變夾泥，—20Jw—裂隙水折減系數(shù)，干燥—特大水流，1—一般Q4—10一般軟硬互層或含軟弱夾層的巖體，穩(wěn)定性差。碎裂結(jié)構(gòu)圍巖塌方示意圖否則，周邊巖石將產(chǎn)生破壞或較大的塑性變形。Ｐ為圍巖所承受的壓力，對(duì)于有壓隧洞即為內(nèi)水壓(MPa)；巖性是影響圍巖穩(wěn)定的基本因素之一，洞室位置應(yīng)盡量選在堅(jiān)硬完整巖石中。巖漿巖、厚層堅(jiān)硬的沉積巖及變質(zhì)巖，圍巖的穩(wěn)定性好，適于修建大型的地下工程。凝灰?guī)r、粘土巖、頁(yè)巖、膠結(jié)不好的砂礫巖、千枚巖及某些片巖，穩(wěn)定性差，不宜建大型地下洞室。松散及破碎巖石穩(wěn)定性極差，選址時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)。此外，巖層的組合特征對(duì)圍巖穩(wěn)定也有重要影響。一般軟硬互層或含軟弱夾層的巖體，穩(wěn)定性差。層狀巖體的層次愈多，單層厚度愈薄，穩(wěn)定性愈差。均質(zhì)厚層及塊狀巖體穩(wěn)定性好。巖性條件第17頁(yè)，共52頁(yè)。地質(zhì)構(gòu)造是控制巖體斃整性及滲透性的重要因素。1．褶皺(fold)的影響褶皺劇烈地區(qū)，一般斷裂也很發(fā)育，特別是褶皺核部巖體完整性最差。（1）背斜(anticline)核部，巖層呈上拱形，有利于洞頂?shù)姆€(wěn)定。洞頂雖張裂隙發(fā)育，然巖塊呈上寬下窄形，不易掉塊。（2）向斜(syncline)核部巖層呈倒拱形，頂部被張裂隙切割的巖塊上窄下寬易于坍落。不宜修建地下洞室。

2．?dāng)嗔?fault)的影響

斷層破碎帶及斷層交匯區(qū)，穩(wěn)定性極差。在選址時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)大斷層。地質(zhì)構(gòu)造條件第18頁(yè)，共52頁(yè)。第19頁(yè)，共52頁(yè)。(1)洞室軸線與巖層走向垂直。這種情況，圍巖的穩(wěn)定性較好，特別是對(duì)邊墻穩(wěn)定有利。(2)洞室軸線與巖層走向平行。1）當(dāng)巖層近于水平(傾角<100)時(shí)，軟弱巖層位于洞室兩側(cè)或底部也不利，它容易引起邊墻或底板鼓脹變形或被擠出。2）在傾斜巖層中，一般說(shuō)來(lái)是不利的。巖層產(chǎn)狀第20頁(yè)，共52頁(yè)。陡傾巖層中洞址緩傾巖層中洞址陡立巖層中洞址陡立巖層巖性分界處洞址水平巖層中洞址傾斜巖層中洞址第21頁(yè)，共52頁(yè)。地下工程施工中的塌方或冒頂事故，常常和地下水的活動(dòng)有關(guān)。地下工程與地下水位關(guān)系：1．在包氣帶中開(kāi)挖地下工程，雨季可能沿裂隙滴水，旱季干燥，但是當(dāng)?shù)乇碛写竺娣e穩(wěn)定的地表水體時(shí)，也可能遇到集中的滲流。2．地下水位變幅帶(，涌水量及外水壓力隨季節(jié)而變化，由于巖體飽水脫水交替變化，可以加速軟弱破碎巖石性質(zhì)的惡化引起塌方。3．在地下水位以下的地下工程，一開(kāi)始施工就可能有較大的涌水和滲透壓力，因此要作好防水排水設(shè)計(jì)。地下水(水文地質(zhì))第22頁(yè)，共52頁(yè)。在洞室的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，必須了解工程所在部位初始應(yīng)力場(chǎng)的分布和變化規(guī)律，獲得洞室開(kāi)挖后圍巖應(yīng)力重分布的特征，以便選用相應(yīng)的措施來(lái)維護(hù)圍巖的穩(wěn)定。1．初始應(yīng)力狀態(tài)是決定圍巖應(yīng)力重分布的主要因素。2．當(dāng)初始應(yīng)力場(chǎng)的水平主應(yīng)力值較大，洞室軸線最好平行最大水平主應(yīng)力方向布置，否則邊墻將產(chǎn)生嚴(yán)重的變形和破壞。地應(yīng)力第23頁(yè)，共52頁(yè)。根據(jù)山巖壓力形成機(jī)理，可分為變形山壓、松動(dòng)山壓和沖擊山壓幾種類型。變形山壓是由于圍巖的彈性恢復(fù)或塑性變形所產(chǎn)生的圍巖壓力。具有隨時(shí)間延長(zhǎng)而增大的特點(diǎn)。松動(dòng)山壓是由于圍巖拉裂塌落、塊體滑移、碎裂松動(dòng)等所引起的。是以重力的形式作用在襯砌上，其大小取決于脫落巖石的重量。沖擊山壓是由于巖體中積聚的彈性應(yīng)變能突然釋放所引起的，具有產(chǎn)生巖爆的條件時(shí)才能產(chǎn)生沖擊山壓。山巖壓力也稱圍巖壓力，是指圍巖的強(qiáng)度適應(yīng)不了圍巖應(yīng)力而產(chǎn)生塑性變形或破壞時(shí)，作用在支護(hù)或襯砌上的力。第4節(jié)、圍巖壓力第24頁(yè)，共52頁(yè)。1．散粒體理論（1）普氏壓力拱(pressurearch)理論（2）太沙基理論

（3）圍巖壓力系數(shù)法(coefficientofcountryrock)2．彈塑性（elasticandplastic）平衡(equilibrium)理論適用于具有鑲嵌結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)的巖體3．流變(flow)—徐變理論4．塊體極限半衡法(limitequilibrium)圍巖壓力的確定方法第25頁(yè)，共52頁(yè)。第5節(jié)、水工隧洞圍巖的承載力1.外部水壓力是地下水在滲流過(guò)程中，作用在圍巖和襯砌中的體積力，也是水工隧洞的基本荷載之一。第26頁(yè)，共52頁(yè)。2.彈性抗力對(duì)于有壓隧洞，由于常存在很高的內(nèi)水壓力作用，迫使襯砌向圍巖方向變形，圍巖被迫后退時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)反力來(lái)阻止襯砌的變形。把圍巖對(duì)襯砌的反力稱為彈性抗力或圍巖抗力。圍巖抗力愈大，愈有利于襯砌的穩(wěn)定，等于圍巖承擔(dān)了一部分內(nèi)水壓力。因此，彈性抗力是有壓隧洞設(shè)計(jì)時(shí)必須確定的重要參數(shù)之一。圍巖彈性抗力的大小，通常是用彈性抗力系數(shù)表示的。

內(nèi)水壓力作用下的洞徑變形第27頁(yè)，共52頁(yè)。彈性抗力系數(shù)的概念根據(jù)文克爾假定，抗力系數(shù)K為Ｋ＝Ｐ／Ｙ式中：K為彈性抗力系數(shù)(MPa／cm)；Ｐ為圍巖所承受的壓力，對(duì)于有壓隧洞即為內(nèi)水壓(MPa)；Ｙ為洞壁的徑向變形(cm)。

從上式看出，K的物理意義是迫使洞壁產(chǎn)生一個(gè)單位徑向變形所需施加的力。K值愈大，說(shuō)明圍巖承受內(nèi)水壓力的能力愈大。假設(shè)巖體是理想的彈性體，對(duì)于圓形隧洞，K值與巖體彈性模量之間有如下的關(guān)系：

式中：Ｅ為巖體的彈性模量或變形模量(MPa)，μ為泊松比，r為隧洞半徑(cm)。從上式可以看出，隧洞半徑愈大，K值愈小，在工程上為了便于比較，常采用隧洞半徑為1m(100cm)時(shí)的彈性抗力系數(shù)，作為單位抗力系數(shù)K0，即第28頁(yè)，共52頁(yè)。影響彈性抗力系數(shù)大小的因素：1）壓力的大小和巖土體的強(qiáng)度特征；2）受力方向和主要結(jié)構(gòu)面的關(guān)系；3）圍巖的初始應(yīng)力狀態(tài)。第29頁(yè)，共52頁(yè)。

彈性抗力系數(shù)的確定方法

確定圍巖抗力系數(shù)的方法有試驗(yàn)法、計(jì)算法和工程類比法等。

（１）試驗(yàn)的方法常用的有橡皮囊法、徑向千斤頂法和隧洞水壓法等，具體內(nèi)容可參看有關(guān)的試驗(yàn)規(guī)程。（２）計(jì)算法是根據(jù)抗力系數(shù)與巖體彈性模量及泊松比之間的關(guān)系確定的。

對(duì)于堅(jiān)硬完整的巖體，

對(duì)于軟弱或破碎巖體，洞室開(kāi)挖后洞壁周圍會(huì)形成一個(gè)半徑為只的環(huán)形開(kāi)裂區(qū)，這時(shí)抗力系數(shù)K可用下式計(jì)算；第30頁(yè)，共52頁(yè)。

工程（經(jīng)驗(yàn)）類比法對(duì)于中小工程不能進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可采用工程類比的經(jīng)驗(yàn)方法確定K值。表7—10是我國(guó)水工隧洞規(guī)范(1964年)所列舉的各類巖體抗力系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值。表中關(guān)于無(wú)壓隧洞K。值適用于開(kāi)挖寬度為5～10m的隧洞，當(dāng)開(kāi)挖寬度大于10m時(shí)，K0應(yīng)適當(dāng)降低。第31頁(yè)，共52頁(yè)。一、山巖壓力

第四節(jié)

山巖壓力與彈性抗力第32頁(yè)，共52頁(yè)。（1）巖體上抬理論

P1為洞壁的徑向水壓力，上抬力為P1D，上部巖柱的重量為rHD，則：

P1D=rHD極限狀態(tài)P1D＜rHD穩(wěn)定狀態(tài)P1D＞

rHD不穩(wěn)定狀態(tài)當(dāng)徑向水壓力P1等于內(nèi)水壓力P時(shí)，巖體的最小覆蓋厚度應(yīng)為：3.高壓隧洞得圍巖承載力第33頁(yè)，共52頁(yè)。（2）巖石拉力理論洞室周邊上的拉應(yīng)力洞頂?shù)撞坷瓚?yīng)力洞側(cè)壁拉應(yīng)力破裂區(qū)的深度X上覆巖體的最小厚度H第34頁(yè)，共52頁(yè)。

經(jīng)驗(yàn)確定上覆巖體的最小厚度H當(dāng)巖體堅(jiān)硬完整時(shí)，覆蓋比??；裂隙較發(fā)育的巖體，覆蓋比取；軟弱和破碎的巖體，覆蓋比??；當(dāng)巖體過(guò)分破碎時(shí)，一般不允許修高壓隧洞；第35頁(yè)，共52頁(yè)。（3）節(jié)理巖體中地下洞室超挖預(yù)測(cè)節(jié)理化巖體洞室超挖的定義1)具有明顯的橫剖面形狀；2）超挖是非故意形成的不穩(wěn)定體的體積；3）超挖主要原因有兩類：人為和自然原因。超挖預(yù)測(cè)的方法超挖預(yù)測(cè)的技術(shù)及規(guī)劃第36頁(yè)，共52頁(yè)。第6節(jié)、地下洞室圍巖工程地質(zhì)分類

二、按圍巖穩(wěn)定性的綜合分類一、按圍巖強(qiáng)度或巖體力學(xué)屬性的分類

三、按巖體質(zhì)量等級(jí)的圍巖分類第37頁(yè)，共52頁(yè)。

（1）20世紀(jì)50年代我國(guó)曾經(jīng)按巖石的極限抗壓強(qiáng)度把巖石分為四類：特堅(jiān)硬、堅(jiān)硬、次堅(jiān)硬、軟巖。同時(shí)，按巖石堅(jiān)固性系數(shù)值大小的普氏分類也被采用。

（2）20世紀(jì)70年代中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所和長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院提出了按巖體屬性分類，不同類型的巖體采用不同的計(jì)算方法。1.按圍巖的強(qiáng)度或巖體力學(xué)屬性的分類第38頁(yè)，共52頁(yè)。2.按圍巖穩(wěn)定性的綜合分類（1）1972年以來(lái)，中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家建委及鐵道部門先后提出了按巖體結(jié)構(gòu)的分類方法。（2）1985年水利電力部頒布的《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范（84）》中，建議按巖體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)面及其組合狀態(tài)、地下水的狀態(tài)等地質(zhì)因素評(píng)價(jià)圍巖的穩(wěn)定性，并且把圍巖劃分為穩(wěn)定、基本穩(wěn)定、穩(wěn)定性差、不穩(wěn)定和極不穩(wěn)定五個(gè)圍巖類別。第39頁(yè)，共52頁(yè)。3.按巖體質(zhì)量等級(jí)的圍巖分類

工程應(yīng)用分類是以巖體穩(wěn)定性或巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)的分類。為綜合性分類.

目前主要考慮三方面因素的指標(biāo)：即與巖石工程性質(zhì)有關(guān)的指標(biāo)（力學(xué)性質(zhì)）、巖體后期改造有關(guān)的指標(biāo)(巖體結(jié)構(gòu))巖體賦存條件方面的指標(biāo)（地下水或地應(yīng)力）。RMR(賓尼亞斯基分類，Bieniawski);RSR（威克霍姆）分類巴頓的Q分類;谷德振的巖體質(zhì)量指標(biāo)Z系統(tǒng)分類（1979）;圍巖工程地質(zhì)分類工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)基本指標(biāo)BQ第40頁(yè)，共52頁(yè)。分類方案巖體質(zhì)量指標(biāo)計(jì)算公式及方法參數(shù)RMR系統(tǒng)

RMR=A+B+C+D+E+F

和差綜合法（并聯(lián)系統(tǒng)）（T.Bieniawski,1973)A—巖石強(qiáng)度（點(diǎn)荷載.單軸壓)分?jǐn)?shù)15—0B—RQD(巖石質(zhì)量指標(biāo)）分?jǐn)?shù)20—3D—不連續(xù)面性狀（粗糙—夾泥）分?jǐn)?shù)30—0C—不連續(xù)面間距（>2m—<3m)分?jǐn)?shù)20—5E—地下水（干燥—流動(dòng)）分?jǐn)?shù)15—0F—不連續(xù)面產(chǎn)狀條件（很好—很差）分?jǐn)?shù)0—-12等級(jí)劃分I很好RMR100—81II好RMR80—61III中等RMR60—41IV差RMR40—21V很差RMR<=20RSR系統(tǒng)RSR=A+B+C

和差綜合法（并聯(lián)系統(tǒng)）（G.Wickham,1974)A—地質(zhì)（巖石類型：按三大巖類由硬質(zhì)至破碎劃分四個(gè)等級(jí)。構(gòu)造由整體—強(qiáng)烈斷裂褶皺分為四等），分?jǐn)?shù)30—6B—節(jié)理裂隙特征（按整體至極密集分為6個(gè)等級(jí)，按走向傾角與掘進(jìn)方向關(guān)系折減）分?jǐn)?shù)45—7C—地下水（無(wú)至大量）分?jǐn)?shù)25—6RSR的變化范圍25—100Q系統(tǒng)

Q=RQD/Jn

.Jr/Ja

.Jw/SRF乘積法串聯(lián)系統(tǒng)（Baton,1974)RQD—巖石質(zhì)量指標(biāo)0—100Jn—裂隙組數(shù)，無(wú)裂—破裂，—20Jr—裂隙粗糙度，粗糙—鏡面，4—0.5Ja—裂隙蝕變程度，新鮮—蝕變夾泥，—20Jw—裂隙水折減系數(shù)，干燥—特大水流，1—SRF—應(yīng)力折減系數(shù)，表示洞室開(kāi)挖中巖性和地應(yīng)力對(duì)圍巖抗變形能力的折減，高者可達(dá)20（高應(yīng)力狀態(tài)巖石趨于流動(dòng)），低者（接近地表的堅(jiān)硬巖石）

很好Q400—1000

極好Q100—400

很好Q40—100

好Q10—40

一般Q4—10

壞Q1—4

很壞—1

壞—

特壞—Z系統(tǒng)

Z=I

.

f

.

R

乘積法（串聯(lián)系統(tǒng)）谷德振，1979I—完整性系數(shù)，I=V2m/V2rVm—巖體中縱波速Vr—巖石中縱波速f—結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度系數(shù)R—巖石堅(jiān)固系數(shù)（為巖石濕單軸抗壓強(qiáng)度的百分之一）Z的變化范圍為—20巖體質(zhì)量分類代表性方案第41頁(yè)，共52頁(yè)。第7節(jié)、改善地下洞室圍巖穩(wěn)定性的措施1.支護(hù)與襯砌（1）支撐在洞室開(kāi)挖過(guò)程中，用以穩(wěn)定圍巖用的臨時(shí)性措施，按照選用材料的不同，有木支撐、鋼支撐及混凝土支撐等。在不太穩(wěn)定的巖體中開(kāi)挖時(shí)，需及時(shí)支撐以防止圍巖早期松動(dòng)。（2）襯砌襯砌是加固圍巖的永久性工程結(jié)構(gòu)。襯砌的作用主要是承受圍巖壓力及內(nèi)水壓力，堅(jiān)硬完整的巖體中，圍巖的自穩(wěn)能力高，也可以不襯砌。第42頁(yè)，共52頁(yè)。分部開(kāi)挖、逐步擴(kuò)挖示意圖第43頁(yè)，共52頁(yè)。襯砌類型示意圖第