不同围岩支护状态下地下硐室群扩建稳定性分析
地下厂房洞室群围岩稳定性方法研究
地下厂房洞室群围岩稳定性方法研究地下厂房洞室群围岩稳定性是指地下厂房洞室周围岩体的稳定性问题。
地下厂房洞室通常是为了满足人们的生产、生活和储存需求，因此洞室群围岩的稳定性对于地下厂房的长期运行、人员安全和资产保障至关重要。
在研究地下厂房洞室群围岩稳定性时，需要考虑以下几个方面的问题：首先，需要分析洞室群围岩的物理力学特性，包括岩石的强度、变形特性和破坏模式。
通过适当的岩石力学试验和野外观测，可以获取岩石的力学参数，如抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。
这些参数对于稳定性分析和设计起着重要的作用。
其次，需要考虑工程参数的影响，如洞室尺寸、埋深和周边岩性的条件。
洞室尺寸对岩体稳定性有直接影响，尤其是高宽比较大的洞室，容易导致岩体的变形和破坏。
洞室的埋深也会影响岩体的应力状态，从而影响岩体的稳定性。
周边岩性的条件决定了岩体的强度和变形特性，需要对周边岩性进行综合分析。
此外，岩体的结构面、节理和隐伏断层等地质构造的影响也需要考虑。
岩体中存在的结构面和节理体，会导致岩体的开裂和滑动，对岩体的稳定性产生不利影响。
隐伏断层的活动可能导致岩体的滑动和破坏，需要对其进行综合分析和评估。
最后，需要进行数值模拟和力学分析，包括有限元分析、离散元分析和解析方法等。
通过数值模拟可以模拟地下厂房洞室群围岩的应力-应变状态，预测岩体的破坏形态和稳定性。
数值模拟还可以进行灵敏度分析，评估不同参数对岩体稳定性的影响，为优化设计和工程措施提供依据。
综上所述，地下厂房洞室群围岩稳定性的研究是一项复杂的工作，需要考虑岩石力学特性、洞室尺寸与周边岩性、地质构造和数值模拟等多个方面的问题。
通过综合分析和评估，可以为地下厂房洞室的设计和建设提供科学依据，保障其长期稳定和安全运行。
地下硐室围岩应力计算及稳定性分析共75页文档
1、合法而稳定的权力在使用得当失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
地下洞室围岩稳定性分析
地下洞室围岩稳定性分析在进行地下洞室围岩稳定性分析时，一般需要考虑以下几个主要因素：1.岩层的力学性质：岩层的力学性质是岩石稳定性的基础。
要进行稳定性分析，首先需要获取岩层的力学参数，如岩石的强度、弹性模量和剪胀性等。
通常可以通过室内试验、现场调查和实测等方法获得这些参数，或者借助已有的类似工程的资料进行评估。
2.地下水：地下水是地下洞室稳定性分析中重要的一项因素。
地下水对围岩的稳定性产生的主要影响是增加孔隙水压，降低岩层的有效应力，促使岩体产生破坏。
因此，需要充分考虑地下水对岩层的影响，包括水位高度、水质状况、渗流特性等。
3.岩体结构：岩体的结构对于岩层稳定性具有重要影响。
岩体的结构主要表现为节理、裂隙、岩体层理等。
这些结构特征对洞室的稳定性有直接影响，形成控制洞室稳定的主要因素之一、因此，在进行稳定性分析时，需要对岩体的结构特征进行详细调查和分析，选择合适的建模方法进行模拟。
4.洞室开挖方式和支护措施：洞室的开挖过程和支护措施对围岩稳定性有着直接的影响。
开挖过程中，洞室周围会受到剪切应力和变形等影响，进而对围岩稳定性产生影响。
因此，在稳定性分析中需要考虑洞室开挖方式和支护措施的影响，选择合适的岩体应力场和支护材料。
在进行地下洞室围岩稳定性分析时，常用的方法包括力学分析法、数值模拟法和现场监测法等。
力学分析法通过分析力学参数和地质参数，计算岩体的稳定系数，从而评估围岩的稳定性。
数值模拟法通过建立数学模型，采用有限元或边界元方法，模拟洞室周围围岩的变形和破坏过程，预测洞室的稳定性。
现场监测法是指通过安装监测点，对洞室周围的围岩变形和破坏进行实时监测，从而评估围岩的稳定性。
综上所述，地下洞室围岩稳定性分析是一个复杂的工程问题，需要考虑多个因素的综合影响。
只有充分了解地下洞室周围的地质和力学条件，选择合适的分析方法和模型，才能有效评估围岩的稳定性，并制定出合理的支护措施，确保地下洞室的安全和持续稳定。
地下硐室围岩稳定分析
5.地下洞室围岩稳定性分析―――岩体力学作业之五一、名词释义1.围岩：指由于人工开挖使岩体的应力状态发生了变化，而这部分被改变了应力状态的岩体称为围岩。
地下工程开挖过程中，在发生应力重分布的那一部分工程岩体称为围岩。
2.围岩压力：地下洞室围岩在重分布应力作用下产生过量的塑性变形或松动破坏，进而引起施加于支护衬砌上的压力。
作用在支护物上的围岩的变形挤压力或塌坍岩体的重力称为围岩压力。
3.静水应力状态：在岩石力学中，地下深部岩体在自重作用下，岩体中的水平应力和垂直应力相等的应力状态。
4.形变围岩压力：指围岩在二次应力作用下局部进入塑性，缓慢的塑性变形作用在支护上形成的压力，或者是有明显流变性能的围岩的粘弹性或者粘弹—粘塑性变形形成的支护压力。
一般发生在塑性或者流变性较显著的地层中。
5.松动围岩压力：指因围岩应力重分布引起的或施工开挖引起的松动岩体作用在隧道或坑道井巷等地下工程支护结构上的作用压力。
一般是由于破碎的、松散的、分离成块的或被破坏的岩体坍滑运动造成的。
6.冲击围岩压力：（1）是地下洞室开挖过程中，在超过围岩弹性限度的压力作用下，围岩产生内破坏，发生突然脆性破坏并涌向开挖(采掘)空间的一种动力现象。
（2）强度较高且完整的弹脆性岩体过渡受力后突然发生岩石弹射变形所引起的围岩压力。
7.膨胀围岩压力：在遇到水分的条件下围岩常常发生不失去整体性的膨胀变形和位移，表现在顶板下沉、地板隆起和两帮挤出，并在支护结构上形成形变压力的现象。
8.应力集中：受力物体或构件在其形状或尺寸突然改变之处引起应力在局部范围内显著增大的现象。
9.应力集中系数：指岩体中二次应力与原始应力的比值，也可用井巷开挖后围岩中应力与开挖前应力的比值来表示。
10.侧压系数：岩体中一点的水平应力与垂直应力的比值。
11.围岩（弹性）抗力系数：当隧洞受到来自隧洞内部的压力P时，在内压力作用下，洞壁围岩必然向外产生一定的位移△α，则定义围岩的弹性抗力系数为K＝P／△α。
地下洞室围岩稳定性分析方法综述
问题，然而，由于岩石力学的研究对象是复杂的岩土体材料，一 般均具有非线性、非连续性、非均质及多相性等特点，尤其是天 然岩体，由于其赋存的特殊性，它被各种地质构造（如断层、节 理、层理等）切割成既连续又不连续的形态，从而一般均形成一 个从松散体到弱面体再到连续体的材料序列，而且，天然岩体所 涉及的力学问题是一个多场（应力场、温度场、渗流场）、多相 （气相、固相、液相）等影响下的复杂耦合问题，再加上工程开 挖和外部环境的影响，致使许多情况下，我们不能获得较为准确 的力学参数和本构模型。“力学参数和本构模型不准”已成为岩 石力学理论分析和数值模拟的“瓶颈”问题。
值或变形速率判据用于软弱围岩往往时效不佳，根据牛顿运动 定律，物体从运动转变为静止状态的必要条件是，加速度由负 值渐趋为零。因此，围岩稳定性判据应以加速度为主，辅以变 形值或变形速率，据此提出了变形速率比值判据。
然而采用不同的失稳判据得到的稳定安全度一般是不相同 的，如何建立一个具有理论基础的、可得到唯一解的失稳判据 是今后需要解决的问题。
2存在的问题21参数及本构岩石力学参数和本构模型是岩石力学研究中最核心的两个问题然而由于岩石力学的研究对象是复杂的岩土体材料一般均具有非线性非连续性非均质及多相性等特点尤其是天然岩体由于其赋存的特殊性它被各种地质构造如断层节理层理等切割成既连续又不连续的形态从而一般均形成一个从松散体到弱面体再到连续体的材料序列而且天然岩体所涉及的力学问题是一个多场应力场温度场渗流场多相气相固相液相等影响下的复杂耦合问题再加上工程开挖和外部环境的影响致使许多情况下我们不能获得较为准确的力
传统的岩石力学理论是以岩石的加载试验（包括室内及现 场原位试验）为基础，引入成熟的弹塑性理论等建立起来的而 地下洞室岩体开挖后的实际情况是以卸荷为主，且往往有较大 的拉应力区出现。显然传统的岩石力学理论统一采用加载试验 获取的岩体力学参数，应用适合于加载情况的力学分析软件进 行分析与计算，得到的变形及稳定分析结论与现场的实际情况 必然有巨大区别，甚至连趋势都无法反映[4]。
第八章地下洞室围岩稳定性分析
第八章地下洞室围岩稳定性分析
一、地下洞室围岩稳定性
地下洞室围岩稳定性是指开挖地下洞室时，所受水、渗、力、温度变
化作用下，围岩在洞室形成过程中，确保其稳定性，防止发生失稳破坏的
能力。
地下采掘洞室围岩稳定性受到岩性、受力形式、受力程度、渗透性、温度变化、洞室形状及支护形式等多种因素的影响，是复杂的工程力学问题。
二、稳定性分析指标
1、岩体的稳定性
假设在洞室围岩失稳前，围岩的状态是完全稳定的，所以在洞室围岩
的稳定性分析中，首先要对围岩的物理力学性质进行研究，确定洞室围岩
的初始稳定性或不稳定性，对洞室围岩的加载稳定性进行评价，并确定必
要的加固措施。
2、洞室围岩作用的潜在施工影响
稳定性分析还要考虑洞室的施工对围岩的影响，如渗漏的影响，支撑
结构的影响，排水管的影响，洞室入口封闭的影响等。
这些因素会对洞室
围岩的稳定性造成一定影响。
三、稳定性分析方法
1、岩层垂直受力平衡分析法
岩层垂直受力平衡分析法是指将洞室每一层的垂直受力状况按照垂直
受力平衡原理，进行层层分析，以确定每一层的受力及稳定情况。
地下洞室围岩稳定性分析
第一节概述1．地下洞室（underground cavity）：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。
2．我国古代的采矿巷道，埋深60m，距今约3000年左右（西周）。
目前，地下洞室的最大埋深已达2500m，跨度已过50m，同时还出现有群洞。
3．分类：按作用分类：交通隧洞（道）、水工隧洞、矿山巷道、地下厂房仓库、地铁等等；按内壁有无水压力：有压洞室和无压洞室；按断面形状为：圆形、矩形或门洞形和马蹄形洞室等；按洞轴线与水平面间的关系分为：水平洞室、竖井和倾斜洞室三类；按介质，土洞和岩洞。
4．地下洞室→引发的岩体力学问题过程：地下开挖→天然应力失衡，应力重分布→洞室围岩变形和破坏→洞室的稳定性问题→初砌支护：围岩压力、围岩抗力（有内压时）（洞室的稳定性问题主要研究围岩重分布应力与围岩强度间的相对关系）第二节围岩重分布应力计算1．围岩：指由于人工开挖使岩体的应力状态发生了变化，而这部分被改变了应力状态的岩体。
2．地下洞室围岩应力计算问题可归纳的三个方面：①开挖前岩体天然应力状态（一次应力、初始应力和地应力）的确定；②开挖后围岩重分布应力（二次应力）的计算；③支护衬砌后围岩应力状态的改善。
3．围岩的重分布应力状态（二次应力状态）：指经开挖后岩体在无支护条件下，岩体经应力调整后的应力状态。
一、无压洞室围岩重分布应力计算1．弹性围岩重分布应力坚硬致密的块状岩体，当天然应力，地下洞室开挖后围岩将呈弹性变形状态。
这类围岩可近似视为各向同性、连续、均质的线弹性体，其围岩重分布应力可用弹性力学方法计算。
重点讨论圆形洞室。
（1）圆形洞室深埋于弹性岩体中的水平圆形洞室，可以用柯西求解，看作平面应变问题处理。
无限大弹性薄板，沿X方向的外力为P，半径为R0的小圆孔，如图8.1所示。
任取一点M（r,θ）按平面问题处理，不计体力。
则：图8.1柯西课题分析示意图……………………①式中为应力函数，它是和的函数，也是和的函数。
地下洞室围岩稳定性分析(DOC)
第八章地下洞室围岩稳定性分析第一节概述地下洞室(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。
从围岩稳定性研究角度来看，这些地下构筑物是一些不同断面形态和尺寸的地下空间。
较早出现的地下洞室是人类为了居住而开挖的窑洞和采掘地下资源而挖掘的矿山巷道。
如我国铜绿山古铜矿遗址留下的地下采矿巷道，最大埋深60余米，其开采年代至迟始于西周(距今约3000年)。
但从总体来看，早期的地下洞室埋深和规模都很小。
随着生产的不断发展，地下洞室的规模和埋深都在不断增大。
目前，地下洞室的最大埋深已达2 500m，跨度已超过30m；同时还出了多条洞室并列的群洞和巨型地下采空系统，如小浪底水库的泄洪、发电和排砂洞就集中分布在左坝肩，形成由16条隧洞(最大洞径14.5m)并列组成的洞群。
地下洞室的用途也越来越广。
地下洞室按其用途可分为交通隧道、水工隧洞、矿山巷道、地下厂房和仓库、地下铁道及地下军事工程等类型。
按其内壁是否有内水压力作用可分为有压洞室和无压洞室两类。
按其断面形状可分为圆形、矩形、城门洞形和马蹄形洞室等类型。
按洞室轴线与水平面的关系可分为水平洞室、竖井和倾斜洞室三类。
按围岩介质类型可分为土洞和岩洞两类。
另外，还有人工洞室、天然洞室、单式洞室和群洞等类型。
各种类型的洞室所产生的岩体力学问题及对岩体条件的要求各不相同，因而所采用的研究方法和内容也不尽相同。
由于开挖形成了地下空间，破坏了岩体原有的相对平衡状态，因而将产生一系列复杂的岩体力学作用，这些作用可归纳为：(1)地下开挖破坏了岩体天然应力的相对平衡状态，洞室周边岩体将向开挖空间松胀变形，使围岩中的应力产生重分布作用，形成新的应力状态，称为重分布应力状态。
(2)在重分布应力作用下，洞室围岩将向洞内变形位移。
如果围岩重分布应力超过了岩体的承受能力，围岩将产生破坏。
(3)围岩变形破坏将给地下洞室的稳定性带来危害，因而，需对围岩进行支护衬砌，变形破坏的围岩将对支衬结构施加一定的荷载，称为围岩压力(或称山岩压力、地压等)。
地下洞室围岩稳定性分析与评价
赤平投影网及其透视图
90
O
O
平面投影
直线投影
直线旋转
直线投影到已知平面
② 结构体稳定性及失稳方式的一般判定
如图所示为三种典型情况：
a）块体顶点的铅垂线通过块体的底面，则块体是在重力作用 下的直接垮落；
b）块体顶点的投影不落在底面上，图中的虚线为摩擦角φ， 若滑动面或两个滑面的交线的倾角大于 φ，则块体会沿该结构面 或结构面交线产生滑动破坏；
1
2 3
单轴抗压强度 评分 岩石质量指标RQD(%) 评分 结构面间距(cm) 评分 粗糙度 评分
充填物 mm
结 构 面 条 件 评分 张开度 mm 评分 结构面长度 m 评分 岩石风化程度 评分 状态 透水率 Lu 总体条件
无
6 未张开 6 <1 6 未风化 6 干燥 <0.1 完全干燥
4
5
地下水 条件
3 地下水
① ② ③ ④ 可使岩石软化，强度降低，加速岩石风化； 还能软化和冲走软弱结构面的充填物； 减小结构面的抗剪强度，促使岩体滑动与破坏； 在膨胀性岩体中地下水可造成膨胀地压。
4 原岩应力
是控制地下工程围岩变形破坏的重要因素。为避免洞室的顶 拱和边墙出现过大的切向压应力和切向拉应力的集中，轴线应尽 可能与区域最大主应力方向一致；当地下工程的断面呈扁平形态 时，为避免顶拱出现拉应力，改善顶拱围岩的稳定条件，则应使 洞室轴线垂直于最大主应力方向。
c）则属于稳定的块体。
（a）直接垮落型
（b）滑动型
（c）稳定的块体
2）特殊结构体的图解分析及稳定性验算
① 拱顶结构体的图解分析及稳定性验算
N L1 L3 L1 N L3 W
地下硐室围岩应力计算及稳定性分析
b
a
x
r 0, r 0
(1 m )2s2 i(n ) s2 in m 2c2 os
p 0
s2 in m 2c2 os
式中：
m——y轴上的半轴b与x轴上的半轴a的比值，即 m＝b/a；
θ——洞壁上任意一点M与椭圆形中心的连线与x轴的夹角； β——荷载p0作用线与x轴的夹角； p0——外荷载。
s 2 i m n 2 c 2os
r r 0
r r 0
(3-8)
p m ( m 2 ) c 2 o s 2 s i n p ( 2 m 1 ) s 2 i m n 2 c 2o s
s 2 i m n 2 c 2os
2p
(3-6)
当r→∞时，坑道原岩应力为：
r p p r 0
(3-7)
圆形坑道开挖应力扰动范围为坑道半径的3－5倍。
几何模型
物理模型
圆形巷道周围sigmaYY等值线图
User Data - Sigma YY
User Data
40 35 30 25 20 15 10
mb p
将上式代入（3-8）：
p m ( m 2 ) c 2 o s 2 s i n p ( 2 m 1 ) s 2 i m n 2 c 2o s
s 2 i m n 2 c 2os
p 1( 12)co 2s ssi2in 2n ( 1 )(2 2 c o 2 1 )ssi2n( 1)2co 2s
要求
1、掌握本课程重点难点内容； 2、掌握圆形坑道围岩应力分布规律； 3、了解椭圆形、矩形坑道周边应力分布； 4、掌握有内压圆形坑道围岩与衬砌的应力计算 5、了解塑性区半径、松弛区半径及围岩位移的计算公式； 6、了解岩体构造对井壁稳定性的影响； 7、掌握井壁压力的平面挡土墙计算方法； 8、了解井壁压力空心圆柱体挡土墙计算方法。
城市地下洞室围岩稳定性的探究及分析方法
城市地下洞室围岩稳定性的探究及分析方法摘要：地下工程已成为城市建设中不可或缺的一部分，本文讨论了围岩稳定性的方法与思路，介绍了围岩稳定性的监测方法和手段。
同时又对地下洞室稳定性的影响因素进行了分析，然后对有限元的计算方法以及开发的有限元分析软件进行了深度的分析，为以后地下工程的建设奠定了良好的基础，对城市地下洞室围岩稳定性的探究和分析都有着极为重要的意义。
关键词：城市建设；围岩稳定性；地下洞室；监测方法；有限元分析1 引言地下工程逐渐在城市建设中占据一席之地并且不断发展，地下工程围岩的稳定性对工程的正常运营是至关重要的。
从力学角度来看，地下洞室围岩丧失稳定性是由于围岩的应力达到或超过岩体自身所能承受的强度范围，形成了一个连续贯通的塑性区和滑动面,产生较大位移进而最终导致失稳[1]。
为了保证城市地下工程建设的顺利进行，有必要对洞室的围岩稳定性进行全面的分析和评价，有限元分析方法已经成为地下洞室围岩稳定性分析的重要手段之一。
然而城市地下工程的建设是极为复杂的，影响地下工程围岩稳定性的因素也是多方面的，其稳定性主要与岩石性质、岩体的结构与构造、地下水、岩体的天然应力状态、地质构造、开挖方式、围岩支护的形式等因素有关[2]。
对于复杂地质条件下大型地下洞室群的围岩，运用有限元方法分析评价后要经受工程实践的检验，仅仅依靠现有的有限元分析商业软件有时是不现实的，而许多通用有限元分析软件在处理这些问题的时候显得棘手或者力不从心，因此迫切需要人们研制符合大型地下洞室群围岩特点的有限元分析程序，这一程序既要具有比较完备的计算分析功能，又要有强大的可视化手段，让分析者的思想、方法以及分析结论实现可视化。
文中在介绍地下洞室围岩稳定的三维弹塑性有限元方法、洞室群开挖分析和锚固支护的有限元模拟以及围岩稳定性评价指标的基础上，结合城市地下洞室的特点，完善了已经开发的有限元图形系统的功能，为方案的比较和决策提供了参考价值，同时为地下洞室稳定性的探究及分析奠定了良好的基础。
地下工程围岩稳定性分析方法研究进展
Series No. 320 金属矿山总第320期February 2003METAL MINE2003年第2期地下工程围岩稳定性分析方法研究进展3许传华任青文李瑞(河海大学)(马鞍山矿山研究院)摘要对地下工程围岩稳定性分析方法和围岩体的破坏失稳判据作了总结与回顾,并对这一研究的现状与发展趋势作了评述。
关键词地下工程围岩稳定性分析研究进展Surrounding Rock Mass in Underground EngineeringXu Chuanhua Ren Qingwen( Hehai University)Advances in Researching the Stability Analysis Methods of theLi Rui( Maanshan Institute of Mining Research)Abstract Methods for analyzing the stability of the surrounding rock masses in underground engineering and their failurecreterions are generalized. The current situation and development trend of this research are reviewed.Keywords Underground engineering , Stability analysis of surrounding rock masses , Advance of research地下工程围岩稳定性问题一直是岩土工程的一个重要研究内容,而围岩稳定性评价结果的正确与否直接关系到地下工程的成败。
当前地下结构工程规模日益巨大,技术问题复杂,表现在地下工程埋深大,体积庞大,地质条件复杂等,如将要兴建的南水北调西线工程主要由深埋长隧道系统构成,隧道总长达260 km,其中单段最长65 km,埋深一般在500m以上。
地下工程中的洞室稳定性分析与支护设计
地下工程中的洞室稳定性分析与支护设计地下工程在现代城市建设中起着至关重要的作用。
然而，由于地下环境的复杂性和地质条件的多样性，地下洞室的稳定性成为了地下工程设计中最为关键的问题之一。
本文将从洞室稳定性的分析和支护设计两个方面，探讨地下工程中的洞室稳定性问题。
一、洞室稳定性分析洞室稳定性分析是地下工程设计的基础，可以通过数值模拟和实际监测两种方式进行。
数值模拟是一种常用的手段，可以利用计算机软件模拟地下洞室在不同地质条件下的变形和破坏过程。
在进行数值模拟之前，需要进行地质勘探和岩石力学参数测试，以获取准确的地质信息和材料参数。
然后，选取适当的数值模拟方法，如有限元法或有限差分法，建立洞室稳定性模型，进行力学分析。
通过模拟地下水的流动、岩石断裂和变形等现象，可以预测洞室的稳定性，并确定是否需要进行支护措施。
实际监测是对洞室进行现场观测和测试，以获取洞室变形和应力变化的实际数据。
常用的监测手段包括张拉应变计、位移计、压力计和裂缝计等。
通过实际监测数据的分析和比对，可以对洞室的稳定性进行评估，并进一步指导支护设计的实施。
二、支护设计支护设计是保证地下洞室稳定性的有效手段。
根据洞室的尺寸、岩性和地质条件，可以选择不同的支护结构和材料。
常用的支护结构包括钢筋混凝土衬砌、钢架和预应力锚杆等。
钢筋混凝土衬砌是一种常见的支护形式，其主要作用是承受洞室的围压和水平力，并分散到周围的岩体中。
选择合适的衬砌厚度和钢筋布置方式，可以提高洞室的稳定性，并减小洞室的变形。
钢架是一种灵活的支护形式，其由钢材制成，结构轻巧而坚固。
钢架的主要作用是承受洞室的重力和围压，并将其传递到周围的岩体中。
在支护设计中，需要考虑钢架的尺寸、型号和连接方式，以保证洞室的稳定性和安全性。
预应力锚杆是一种较为复杂的支护形式，其通过加固岩体，增强洞室的稳定性。
预应力锚杆通过应力传递，将岩体的应力分散到周围的岩体中，从而减小洞室围压对岩体的影响。
预应力锚杆的设计需要考虑岩体的力学性质和支护结构的受力特点，以确保洞室的稳定性和承载能力。
地下洞室围岩稳定性分析与评价
地下洞室围岩稳定性分析与评价地下洞室围岩稳定性是地下工程中非常重要的问题之一，对地下工程的安全和经济运行具有重要意义。
地下洞室围岩稳定性的分析与评价可以帮助我们判断洞室围岩的稳定程度和寿命，为洞室工程的设计和施工提供可靠的依据。
首先，对地下洞室围岩的力学性质进行测试和分析。
这包括围岩的弹性模量、抗压强度、抗剪强度等力学参数的测定。
通过测试和分析得到的力学参数可以为后续的围岩稳定性分析提供基础数据。
其次，对围岩的岩性和结构进行详细的地质调查和研究。
通过对围岩的地质构造、结构洞的位置、破碎度和节理特征等进行详细的调查和研究，可以了解围岩的变形和破坏机理，为后续的稳定性分析提供依据。
然后，进行数值模拟和分析。
根据实际工程情况，可以使用有限元方法或者其他数值模拟方法对围岩的稳定性进行模拟和分析。
通过模拟和分析，可以得到围岩的应变、应力分布以及稳定性指标，进一步评价围岩的稳定性。
最后，根据分析和评价结果，对围岩稳定性进行评价。
根据实际工程要求和标准，可以将围岩的稳定性进行分级评价，确定围岩的稳定等级，并提出相应的建议和措施，以提高围岩的稳定性。
在地下洞室围岩稳定性分析与评价过程中，需考虑不同因素对围岩稳定性的影响。
例如，水文地质条件、地应力状态、围岩的强度参数、地震和地下水位变化等因素都会对围岩的稳定性产生重要影响，需要对这些因素进行综合分析和评价。
总之，地下洞室围岩稳定性的分析与评价是地下工程设计和施工的重要环节。
通过科学的测试、调查、分析和数值模拟，可以全面、准确地评价围岩的稳定性，为地下洞室工程的建设提供可靠的基础。
破碎岩体中修建地下洞室群的围岩稳定性分析
条， 其特性详见表 １ｒ级小断层和挤压面发育共揭 ； ｆ
露 ５ 余条 ， Ｏ 它们一般具 以下 四个特征 ： ①除流面为
中缓倾角外 ， 以陡倾角为主； 以压扭性 的复合结构 ② 面为主 ， 错距小 ； ③产状变化大， 破碎带宽度多变 ， 常
为主 ， 由地表向深处风化逐渐减弱 ， 受构造、 地形影 响 ， 状风 化 和差 异风 化特 征 明显 。在 断层 带 、 压 槽 挤 带、 节理密集带及其交汇部位附近 ， 岩体风化普遍较
２ 工 程地质条件
２ １ 基本 地质 条件 ．
工程区处于青藏滇缅印尼歹字型构造体系中部 东支、 云南山字型构造 体系和纬 向构造体系的复合
具 尖 灭再 现特 征 ； ④破 碎 带物 质 以碎块 岩 、 裂岩 为 碎
主， 内岩体多发生高岭土化蚀变 ， 带 断层泥薄而不连
续 。工程 枢纽 区地 应力 为 中低 地应 力场 。 枢纽 区大 部地 段基 岩 裸露 ， 盖层厚 度 较小 ， 覆 崩
塌、 坍滑、 泥石流等不 良物理地质现象不发育 ， 岩体 风化、 卸荷作用较强烈 。岩体风化以表层均匀风化
１ 工程概况
漫湾 二 期 装 机 １ ０ ×３０ＭＷ， 程 枢 纽 建 筑 物均 工
系松散层所覆盖 ； 地层 、 岩性为三叠系中统忙怀组第 二段第三层（２ ） Ｔ 的流纹岩 ， 局部夹岩脉； 为一倾
向山内的单斜构造。工程枢纽区出露 Ⅱ 级断层结构 面有 ７条 、 Ⅲ级 断 层 １ ８条 ， Ⅳ级 小 断 层 和 挤 压 面 发 育， 其发育 的平均间距为 ８ １ｍ 节理发育至极发 ～１ ；
压力 钢管道 、 主厂 房 运输 洞 、 风 洞 、 水 调 压 井 通 排 尾 风洞 、 出线 洞 、 房一 、 、 厂 二 三层 排 水 洞 、 ５～７号施 工
浅析地下洞室围岩稳定性分析方法
圭 ｌ
济 学 以及 地 质 学等 的 多 方 面跨 领 域 学 科 ， 目前 还 没 有 比较 完
整 的理 论 和 预 测 治 理 措 施 ． 笔 者 通过 研 究 对 这 个 问题 提 出 了
析 场地 条件 与岩 体 变形 等 因素 ， 可对 工程 进 行 全 面 的 评 价 。
２ 地下洞 室围岩稳 定性 的定量分析方法
２ ． １ 解析 法
稳 定 性 计 算 。 目前 ， 围岩 分 类 法 大 约 为 ２ ０多种 口 ， 广 泛应 用 于
滑 坡 灾 害破 坏 损 失 评 价 滑 坡 灾害 破 坏 评 价 是 危 险性 分 析 和 易损 性 分析 基 础 上 计 算 不 同强 度 灾 害 可 能造 成 的份 额 损
不稳定块体 的具体位置 、 重量等 ， 并 确 定 岩 体 滑动 的 方 向 、 面
因此 ． 为 了开发 利 用地 下 空 间资 源 ， 提 高在 工程 实践 中的判 断 能
积等 ． 最 后 分 析 结 构 体 在 自重 力 与 工程 力作 用 下的 稳 定 性 。 岩 体 结 构 分 析 法具 有 简单 性 、 直观性 ， 在 计 算 机 中容 易 实 现 ， 可
程地 质 类 比 法 主要 结合 拟 建 地 下 洞 室的 工 程 情 况 ．进 行 分 析 动 态观 测 资料 ．依 据 类 似 条 件 的 已建 工 程 ．综 合 分 析 工程 地 质． 合 理分类不 同的围岩 ， 最后结合 工程特征 定性资料 ， 进 行 加 固设 计提 供 充 分 的依 据 。 结 合 块 体 理 论 的部 分 假 定 ． 综 合 分
地下洞室围岩稳定性
1)围岩应力条件
判断岩爆发生的应力条件有两种方法： 一是用洞壁的最大环向应力σθ与围岩单轴抗压强度σc
之比值作为岩爆产生的应力条件；
一是用天然应力中的最大主应力σ1 与岩块单轴抗压强 度σc之比进行判断。
经验公式：σ1 ／σc大于0.165～0.35的脆性岩体最易发生 岩爆。
2）岩性条件
弹性变形能系数ω：加载到0.7σc后再卸载至0.05σc时， 卸载释放的弹性变形能与加载吸收的变形能之比的百分数。
(3)断层错动引起的岩爆
坑道以小角度逼近一个潜在的活动断层时，坑道的开 挖使作用于断层面上的正应力减小，从而使沿断层面的摩 阻力降低，引起断层突然再活动，形成岩爆，这类岩爆一 般发生在构造活动区的探矿井中，破坏性很大，且影响范 围较广。
3）岩爆的产生条件与发生机制
本质上，岩爆乃是洞室围岩的一种伴有突然释放大量 潜能的剧烈的脆性破坏。从产生条件方面来看，高储能体 的存在及其应力接近于岩体强度是产生岩爆的内在条件， 而某些因素的触发效应则是岩爆产生的外因。
围岩
按照森维南原理，由开挖洞室引起的应 力状态的重大变化局限在洞周一定范围之内。 通常此范围等于地下洞室横剖面中最大尺寸 的3—5倍,习惯上将此范围内的岩体称为“围 岩”
3.3 地下洞室围岩的变形破坏
3.2.1 围岩变形破坏的一般过程和特点
地下洞室开挖常能使围岩的性状发生很大变化，促使 围岩性状发生变化的因素，除上述的卸荷回弹和应力重分 布之外，还有水分的重分布。 一殷说来，洞室开挖后，如果围岩岩体承受不了回弹 应力或重分布的应力的作用，围岩即将发生塑性变形成破 坏。 这种变形或破坏通常是从洞室周边，特别是那些最大 压或拉应力集中的部位开始，而后逐步向围岩内部发展的。
地下厂房洞室群围岩稳定性方法研究
地下厂房洞室群围岩稳定性方法研究首先，地下厂房洞室群围岩的稳定性评价是保证地下工程安全的重要前提。
地下厂房洞室群围岩的稳定性评价可以通过对围岩岩性、构造、地质构造等因素的全面分析来进行。
通过对地质地质调查、钻探岩芯描述、摇杆、频谱分析、震源震议等多种方法对围岩进行综合分析，从而获得围岩的力学特性及其时空变化规律，进而对围岩的稳定性进行科学合理的评价。
其次，稳定性分析方法是地下厂房洞室群围岩稳定性研究的核心内容。
地下厂房洞室群围岩的稳定性分析方法主要包括全面预处理和计算力学模型两个环节。
全面预处理包括洞室群围岩的划分、边界条件设置和位移问题的预处理等，其目的是为后续计算力学模型的建立提供一个合理的基础。
计算力学模型是对围岩本构关系、荷载、约束条件等进行建模和数值求解，以获得围岩的应力和位移变化规律。
在建立计算力学模型时，可以采用有限元方法、解析方法、模型试验等多种方法，以获得准确的计算结果。
在地下厂房洞室群围岩稳定性研究中，需要注意以下几个问题。
首先，要对地下厂房所处的地质环境进行全面的调查和分析，包括围岩的类型、构造特征、地下水情况等。
其次，要根据地质环境的特点，选择适当的稳定性评价和分析方法。
例如，在存在地下水的情况下，需要考虑围岩的水文力学特性对稳定性的影响。
此外，还应考虑洞室群围岩的变形与破坏机理，以及围岩与洞室结构之间的相互作用等问题。
综上所述，地下厂房洞室群围岩稳定性研究是一个复杂而重要的课题。
通过全面的地质调查、合理的稳定性评价和分析方法，可以提高地下工程的安全性和可靠性，为地下厂房的设计和施工提供科学依据。
地下洞室群施工方案优化及围岩稳定性分析(DOC)
地下洞室群施工方案优化及围岩稳定性分析吴杉（中国水利水电第七工程局有限公司四川省成都市 610000）【摘要】：本文首先介绍了动态施工力学的基本概念和原理，在此基础上简单介绍了运用动态规划优化地下洞室群施工方案，随后运用具体实例分析，发现优化施工顺序能够有效提高围岩稳定效果,这对地下洞室群施工具有重要的参考价值。
【关键词】：地下洞室群；围岩稳定性；施工方案0.引言:影响地下洞室群稳定性的因素有很多，其中也存在很多的不确定因素,通过有限元分析法能够有效反映工程开挖过程中的围岩位移、破坏区分布和应力随开挖的变化规律，从而确定最合适的施工方案。
1.岩体非静态建设施工力学原理针对地下洞室施工所涉及到的力学的特点来看，整个施工程序能够被想象为一种非可逆、没有规律可循的演变程序，对于其最后的评价也是众说纷纭，会受到多种因素的制约，与应力路径和应力历史相关.对于小洞室群施工来说，也很少会有全断面一次成洞，大多情况下都要根据施工工期、岩体特性和碴运输洞布置情况等条件，合理选择分期开挖方案，换句话说，地下洞室群施工必然存在一个施工方案的优化问题，其目标函数应当是在保证工程安全性的前提下实现经济效益的最大化。
现阶段，岩体力学已逐渐向更有前景的发展方向延伸，就是广为人知的岩体动态建设力学，其施工的要点有以下几点：①项目的稳定性不但受到外界环境的影响，而且也和项目自身的施工特点紧密相连;②对比较冗杂的石块进行施工时,对周围岩石的稳定性进行讨论的过程本质是非线性的力学，应力路径和应力历史对围岩稳定性有着直接的影响；③地下洞室群施工需要根据工程特点和岩体特性，采取有针对性的开挖和支护手段，保证施工全过程都做好围岩体的稳定性控制；④对于复杂的地下洞室群施工，在施工开始前，需要进行动态施工力学的优化分析，尽可能的寻找优良的施工方案，为施工决策提供可靠依据;⑤为了保证施工方案的合理性，在施工前期，需要做好围岩动态响应的观察和监测工作,并且根据监测结果适当的对施工方案进行调整和改进；⑥施工方案的选择和优化必须保证地质监测、施工计划、建设监管以及研究项目四道工序联系密切与协调发展,确保全部的施工工序拥有足够的灵活性。