7 地下工程地质问题
土木工程概论7隧道工程及地下工程课件

隧道工程的支护设计
初期支护
初期支护是隧道工程中重要的 安全措施之一,其主要作用是 加固和稳定隧道围岩,防止围
岩变形和破坏。
二次支护
二次支护是在初期支护的基础上进 行的加强支护,其主要作用是提高 隧道的整体稳定性和承载能力。
支护材料
隧道工程的支护材料应具备强度高、 耐久性好、施工方便等特点,常用 的支护材料包括钢筋、混凝土、钢 拱架、喷射混凝土等。
衬砌漏水
衬砌漏水是隧道常见的病害之一。为了防治这种病害,应选择防水性能好的材料, 如防水混凝土等,并加强施工质量控制。
衬砌开裂
衬砌开裂可能是由于结构设计不合理、施工不当或材料质量问题引起的。为了防 止这种病害,应优化结构设计、加强施工监控和选用高质量的材料。
07
隧道及地下工程实例分析
某市地铁一号线的建设概况
隧道及地下工程质量检测方法
外观检测
对隧道的外观尺寸、形状等进行检查,以确 保符合设计要求。
强度检测
通过无损检测方法,如超声波检测、射线检 测等,对隧道结构强度进行评估。
刚度检测
通过现场加载试验,检测隧道结构的变形和 位移,以评估其刚度。
耐久性检测
对隧道结构材料进行化学成分分析、腐蚀试 验等,以评估其耐久性。
地下工程的施工方案设计
施工方法
地下工程的施工方法包括明挖法、暗挖法、盾构法等。设计时应根据工程条件、地质勘察 和环境因素等选择合适的施工方法。
施工顺序
地下工程的施工顺序对工程的进度和质量有很大的影响。设计时应合理安排施工顺序,确 保施工的安全和顺利进行。
施工组织
地下工程的施工组织包括人力、材料、设备等方面的安排。设计时应根据工程需要制定详 细的施工组织计划,确保施工的协调和有序进行。
工程地质学第7章 不同工程类型常见工程地质问题

7.1工业与民用建筑工程地质问题
主固结沉降是指荷载作用在地基上后, 随着时间的延续, 外 荷不变而地基土中的孔隙水不断排除过程中所发生的沉降,它起 于荷载施加之时,止于荷载引起的孔隙水压力完全消散之后,是 地基沉降的主要部分。
次固结沉降是指土中孔隙水已经消散,有效应力增长至基本 不变后变形随时间缓慢增长所引起的沉降。这种变形既包括剪应 变,又包括体积变化,并与孔隙水排出无关,而是取决于土骨架 本身的蠕变性质。
7.1工业与民用建筑工程地质问题
7.1.2 地基稳定性问题
2.地基沉降 地基沉降的计算方法包括分层总和法、有限元法和规范法,
计算时需要根据相关规范要求进行合理选择。地基计算的沉降量 一般指最终沉降量,是地基在荷载作用下沉降完全稳定后的沉降 量, 要达到这一沉降量的时间取决于地基排水条件。对于砂土, 施工结束后就可以完成;对于粘性土,少则几年,多则十几年、 几十年乃至更长时间。在具体建筑物的地基沉降计算时, 还需注 意土体的应力和变形的关系、土的压缩性指标的选定和精确度等 问题。
7.1工业与民用建筑工程地质问题
7.1.2 地基稳定性问题
3.持力层选择 所选持力层首先要满足承载力和变形要求, 并且下卧层也能
满足要求。建筑物的用途、有无地下室、设备基础、地下设施等 条件都会对基础持力层的选择产生影响。对不均匀沉降较敏感的 建筑物,如层数不多而平面形状又较复杂的框架结构,应选择坚 实、均匀的土层做持力层。对主楼和裙房层数相差较大的建筑物, 应根据承载力的不同选择两个不同的持力层,以保证沉降的相互 协调。对有上拔力或承受较大水平荷载的建筑结构,桩基应尽量 深埋,选择的桩基持力层要能满足抗拔要求。对动荷载作用的建 筑物不能选择饱和疏松的砂土做持力层,以免发生砂土液化。
地下工程地质问题

第七章地下工程地质问题一、名词解释(5)1.围岩p150由于工程开挖,使在一定范围内原来处于平衡状态的岩体中的应力受到扰动而重新分布,这个重分布应力范围内的岩体被称为围岩.2.卸荷回弹p150地下洞室开挖后,破坏了岩体中原有的地应力平衡状态,岩体内各质点在回弹应力作用下,力图沿最短距离向消除了阻力的临空面方向移动,直到达到新的平衡,这种位移现象叫做卸荷回弹。
3.岩爆p151在高地应力区地下洞室开挖中,围岩在局部集中应力作用下,当应力超过岩体强度时,发生突然的脆性破坏,并导致应变能突然释放造成的岩石的弹射或抛出现象,称为岩爆。
4.软岩大变形p152洞室开挖后,当围岩应力超过软弱岩体的屈服强度时,软弱的塑性物质就会沿最大应力梯度方向向消除了阻力的自由空间挤出,称软岩大变形.5.突泥p156地下工程掘进破坏了岩体原来封闭的边界,高能水土混合物突然涌出、快速释放,形成突泥。
二、单选(20)1.下列哪种应力是初始地应力( ).P149~150A.未受开挖影响的原始地应力B.未支护时的围岩应力C.开挖后岩体中的应力D.支护完成后围岩中的应力2.以下关于地应力的说法,不正确的是()。
P149A.在浅部岩层,地应力垂直分量 σv 值接近于岩体自重应力B.水平分量 σ h各向同性C.最大主应力在平坦地区或深层受构造方向控制D.最大主应力在浅层往往平行于山坡方向3.以下有关直墙圆拱型隧道周边围岩应力变化规律的说法,不正确的是( ).P150A.当侧压力系数较低时,拉应力主要出现在拱顶和洞底B.当侧压力系数较低时,压应力主要出现在拱脚和边墙中部C.随着侧压力系数增加,拱顶和洞底由拉应力转为压应力D.随着侧压力系数增加,拱脚和边墙中部由压应力转为拉应力4.在薄层脆性围岩的主要变形破坏类型是( ).P151A.张裂塌落B.劈裂剥落C.弯折内鼓D.塑性挤出5.下列有关岩爆的说法不正确的是().P152A.岩爆是岩石内部弹性应变能积聚后而突然释放的结果B.岩爆发生时,常伴有声音C.岩爆发生的过程通常分为三个阶段,依次为应力调整阶段、启裂阶段和岩爆阶段D.岩爆发生的临界深度约为200m,埋深越大发生岩爆可能性越大6.“通过开挖导坑时的实测涌水量,推算隧道涌水量”的涌水量预测方法称作()。
《地下工程》复习思考题及参考答案

《地下工工程》课堂提问1、地下工程利用形态或形式2、地下工程利用深度3、地下工程特点、优缺点4、地下工程施工方法5、什么是深基坑6、明挖法种类、支挡结构基坑明挖法种类7、砼混凝土灌注桩施工工艺8、地下连续墙施工工艺9、地下连续墙成槽方法、槽段连接方式、槽段长度10、顺做、逆做施工步骤11、沉管法应用条件、沉管隧道按照施工方式或断面形状分类12、隧道施工必测项目及其仪器13、隧道施工方法分类、台阶法分类及其参数、分部开挖法分类14、选择隧道施工方法考虑因素、施工原则15、隧道钻孔布孔原则、起爆顺序16、隧道施工中渣土运输方式17、喷射混疑土方法18、隧道钻爆法施工支护从里向外材料19、隧道盾构法施工支护从里向外材料20、隧道TBM法施工支护从里向外材料21、隧道施工时通风方式22、地铁或地下过街通道进出口标高23、隧道施工时综合防尘24、从隧道中心线向外,钻爆法、盾构法、TBM法施工后支护结构有哪些《地下工程》复习思考题及其参答案一、名词解释1.地下工程或地下空间工程—在地面以下岩土体中修建各种类型的地下建筑物或结构的工程。
包括地下建筑屋构筑物、地下铁道、山岭隧道、过街地下通道等。
主要是隧道。
建筑物是指一般具备、包含或提供人类居住功能的人工建造物。
比如民用建筑、工业建筑等。
构筑物是指不具备、不包含或不提供人类居住功能的人工建造物,比如水塔、水池、过滤池、澄清池、沼气池等。
2.隧道—建筑在地下的通道建筑物。
或者以某种用途在地面下用任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面积大于2m2的洞室。
或者一种修建在地下,两端有出入口,供车辆、行人、水流及管线等通过的工程建筑物。
工程中还常将未加支护的毛洞称为坑道。
4.隧道工程理论—是人们对隧道及地下洞室工程问题的基本认识(即概念)、力学模型的模拟建立、工程措施的选择原则以及工艺流程的设计思想的总和或核心表述。
它体现人们对工程问题的基本认识和解决工程问题的基本策略。
5.隧道工程设计—是出于开拓并持续安全应用地下通道空间的目的,勘察地形、地质、地物等环境条件,确定隧道位置,并根据隧道围岩自稳能力的强弱,选择确定为保持隧道稳定所需提供帮助的多少即需要的加固范围,以及选择确定支护的材料种类、结构形式、力学性能、参与时机、施作方法、监测方法、质量标准等支护技术参数,并评估支护的有效性和经济性德一系列工程规划活动。
地下空间工程岩土问题总结

地下空间工程岩土问题总结1、前言地下空间工程位于地表之下或是部分位于地表之下,这一点决定了地下空间工程的岩土问题将贯穿于地下空间工程及其环境保护的全生命周期,包括选址、规划、勘察、设计、建造、使用、维护、改造、加固、拆除和恢复。
对于地下空间工程来说,岩土问题具有全过程性、广泛性和特殊性。
本文对此进行简要总结,方便系统看待。
2、地下空间工程基本概念地下空间工程系指全部位于或部分深入地下的洞室类建设工程,包括地下房屋与地下构筑物、地下交通、地下油气库、水下隧道、地下管廊、地下通道、地下井巷和地下军事工程等。
广义的地下空间工程则是指一切全部位于或部分深入地下的涉及岩土开挖的工程,除包括通常所指人或设备可进出的地下空间工程之外,尚包括地下资源开发工程等。
对位于地表以下的建筑工程,又通常为地下工程。
3、地下空间工程建造技术方案地下空间工程的建造方案目前归类有明挖法、浅埋暗挖法、盖挖法、钻爆法、掘进机法、盾构法、顶管法、沉埋管段法、沉井法、非开挖技术方案等。
各类建造技术概述如下:明挖法:从地表向下,进行放坡开挖、先支护后开挖、边开挖边支护等方式挖出基坑,然后在基坑底进行地下空间的工程施工,之后回填,形成地下空间工程。
浅埋暗挖法:对埋藏较浅的地下空间工程,不进行明挖基坑,在控制好地面沉降前提下,在地下进行暗挖,边暗挖边支护,最终建成地下空间工程。
在浅埋条件下建造地下工程,为控制好地表沉降,按照十八字原则(管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测),在洞内采用管棚或超前锚杆、注浆等方式超前治理好围岩地质条件,用格栅(或其它形式钢结构)和喷锚作为初期支护,运用新奥法原理,采用复合式衬砌(初期支护、防水层和二次衬砌等)进行地下空间开挖。
盖挖法:先在地面明挖一定深度,进行地下空间工程的围护桩、柱和顶盖施工,之后在顶盖下进行暗挖并施工下部工程,可以顺作,也可以逆作。
在交通不能中断,且需要一定交通流量的地段建造地下空间时,一般选用盖挖法。
工程地质习题(有答案)

1.问答题1. 沉积岩的主要构造类型是什么?2. 简述地下水引起的地基沉降、流砂的成因及其对工程的影响和防治措施。
3. 什么是潜水的等水位线图?如何根据等水位线确定水流方向和水力梯度?4.选择洞轴线位置时应考虑哪些因素?5. 什么是泥石流?其形成条件有哪些?6. 简述地下水引起的潜蚀、基坑突涌的成因及其对工程的影响和防治措施。
7. 试述褶皱区可能存在的工程地质问题。
8. 工程地质学的具体任务和研究方法是什么?2.填空题1. 按照渗透水流所引起的局部破坏特征,渗透变形可分为管涌和流土两种。
2. 一般说来,比较而言,粘性土的透水性比砂土_ 差____;砂土地基的承载力比碎石土___小____;淤泥或淤泥质土赋存地下水的能力比粉土___强______;碎屑岩中,钙质胶结的岩石强度比硅质胶结的岩石___小______。
3. 膨胀土最显著的特性是吸土膨胀、失水收缩;红粘土的含水量自地表向下随深度而增加;冻土主要具有冻胀性而破坏岩土及工程结构。
4. 石灰岩地区、砂土地区、膨胀土地区、黄土地区、淤泥分布区的主要工程地质问题分别是岩溶与土洞问题;渗漏问题;胀缩性问题;湿陷性问题;地基压缩变形大问题。
5. 相对年代法可分为地层层序律、生物层序律、切割律三种方法。
6. 关于岩土工程勘察阶段一般划分为选址勘察阶段、初步勘察阶段、详细勘察阶段。
7. 某矿物呈板状,黑色,珍珠光泽,一组极完全解理,硬度 2.5-3,该矿物可定名为黑云母。
8. 泥炭及淤泥质土是由物理风化地质作用形成的。
9. 对石英、长石、方解石、石膏四种矿物比较而言,在同一地质环境下,石英矿物稳定性(抗风化能力)最好。
10.在岩石风化作用中,水中的二氧化碳夺取矿物中的金属离子形成溶于水的碳酸盐并随迁移的作用称为碳酸化作用。
11. 岩体的变形和破坏主要发生在解理成裂隙。
12. 岩体的破坏方式有剪性破坏和张性破坏两种。
13.岩浆岩的产状包括深成岩产出状和浅成侵入岩产状等。
工程地质问题

1.工程地质问题:当工程地质条件不能满足工程建筑物稳定、安全的要求时,工程地质条件与工程建筑之间存在矛盾。
2.工程地质条件:土石性质、地质构造、地貌、水文地质条件、自然地质现象和天然建筑材料。
3.岩体:地质体中与工程建设有关的那部分岩石,处于一定的应力状态、被各种结构面所分割。
4.结构面:岩体中具有一定方向、力学强度相对较低、两向延伸(或具有一定厚度)的地质界面(或带)5.结构体:结构面在空间的分布和组合将岩体切割成形状、大小不同的块体,称结构体。
6.天然应力状态:是指未经人为扰动的,主要是在重力场和构造应力场的综合作用下,有时也在岩体的物理、化学变化及岩浆侵入等的作用下所形成的应力状态,常称为天然应力或初始应力。
7.在岩体天然应力场内,因挖除或增加结构物而引起的应力,称为感生应力。
8.在重力场作用下生成的应力为自重应力。
9.变异应力:物理、化学变化及岩浆的侵入等引起的应力可统称为变异应力。
只具有局部意义。
10.残余应力:遭受卸荷或部分卸荷时,膨胀回弹趋势部分地受其它组分约束,形成拉、压应力自相平衡的应力系统。
11.活断层:目前还在持续活动的断层,或在历史时期或近期地质时期活动过、极可能在不远的将来重新活动的断层。
后一种情况也可称为潜在活断层一般定义为晚更新世Q3全新地质时期Q4(1万年)有过地震活动,或近期正在活动,在将来(今后100年)可能活动的断裂叫做全新活动断裂12.水库诱发地震:水库蓄水而导致库区地震活动强度和频次显著增强的现象。
13.砂土液化:对于饱和砂土在振动荷载的作用下,孔隙水压力上升到使砂粒间有效正应力降为零时,砂体就会悬浮于水中,砂体也就完全丧失了强度和承载能力,这就是砂土液化。
14.渗流液化:饱水砂土在强烈地震作用下先产生振动液化,使孔隙水压力迅速上升,产生上下水头差和孔隙水自下而上的运动,动水压力推动砂粒向悬浮状态转化,形成渗流液化15.超孔隙水压力:砂的渗透性不良,排水不通畅,前一周期的排水尚未完成,下一周期的孔隙度再减小又产生了。
地下工程施工特点

地下工程施工特点1.建设技术要求高:与地上建筑相比,地下工程施工过程更加复杂,需要考虑地下水位、土层承载能力等因素。
施工人员需具备专业知识和技术,能够根据地下环境进行合理施工。
2.安全风险较大:地下工程施工存在一定的安全风险,如地下水的涌入、土体坍塌等。
施工人员需要具备丰富的经验和正确的操作技巧,以应对突发情况,确保施工过程的安全性。
3.施工周期长:地下工程施工往往需要经历较长的时间,尤其是对于一些较大规模的地铁、隧道工程,施工周期可能长达几年甚至更久。
施工人员需要具备耐心和毅力,能够长期投入到施工工作中。
4.施工成本高:地下工程施工所需的材料、设备和人力成本相对较高。
地下工程施工还需要考虑地下水位的控制、土壤处理等特殊要求,这些都会增加施工成本。
5.环境保护要求高:地下工程施工需要在地下进行,对地上环境的影响较小。
然而,在施工过程中需要注意地下水质的保护和污水的处理,以减少对环境的污染。
6.施工影响大:地下工程施工过程中会给周边环境和居民带来一定的影响。
施工过程中可能会引起噪音、震动等问题,影响周边居民的生活。
因此,在施工过程中需要加强与周边居民的沟通与协调,尽量减少对居民的影响。
7.施工难度大:地下工程施工相对于地面施工来说,更加困难。
施工人员需要具备较强的应变能力和团队合作精神,能够在复杂的地下环境中进行施工。
8.风险防范意识强:地下工程施工存在较高的风险,包括地质灾害、安全事故等。
施工人员需要具备风险防范意识,严格落实施工安全规定和措施,确保施工过程的安全性。
9.需要跨学科的合作:地下工程施工涉及到土木工程、地质工程、水利工程等多个领域的知识,需要不同学科的专业人员进行协作。
施工过程中需要进行多领域的研究和判断,以解决施工中的各种问题。
综上所述,地下工程施工具有建设技术要求高、安全风险大、施工周期长、施工成本高、环境保护要求高、施工影响大、施工难度大、风险防范意识强、需要跨学科的合作等特点。
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七、地下工程地质问题Ⅰ.名词解释1.围岩P1602.卸荷回弹P1603.岩爆P1624.软岩大变形P1635.突泥P166Ⅱ.单项选择题1.下列哪种应力是初始地应力()。
P159A.未受开挖影响的原始地应力B.未支护时的围岩应力C.开挖后岩体中的应力D.支护完成后围岩中的应力2.以下关于地应力的说法,不正确的是()。
P159A.在浅部岩层,地应力垂直分量 σv 值接近于岩体自重应力B.水平分量 σ h总是小于垂直分量 σvC.最大主应力在平坦地区或深层受构造方向控制D.最大主应力在浅层往往平行于山坡方向3.以下有关地应力来源的的说法,不正确的是()。
P159A.上覆岩层的自重B.地下水的压力C.地质构造作用D.岩土体开挖引起4.软岩围岩的主要变形破坏类型是()。
P163A.张裂塌落B.劈裂剥落C.弯折内鼓D.塑性挤出5.下列有关岩爆的说法不正确的是()。
P162A.岩爆是岩石内部弹性应变能积聚后而突然释放的结果B.岩爆发生时,常伴有声音C.岩爆发生只与埋深有关D.岩石的脆性越大,发生岩爆可能性越大6.“通过开挖导坑时的实测涌水量,推算隧道涌水量”的涌水量预测方法称作()。
P164A.相似比拟法B.水均衡法C.地下水动力学法D.数值法7.突水和突泥的区别在于有无()。
P166A.断层或岩溶洞穴B.松散碎屑物质C.封闭的边界D.高势能的地下水8.“混凝土表面膨胀隆起,大面积自动剥落,有些地方呈豆腐渣状”对应的腐蚀严重程度等级为()。
P167A.无腐蚀B.弱腐蚀C.中等腐蚀D.强腐蚀9.硫化矿及含硫煤矿床地下水及其浸染的土层,对混凝土有()。
P167 A.结晶类腐蚀B.溶解类腐蚀C.分解类腐蚀D.结晶分解复合类腐蚀10.地下洞室开挖时,工作面上的瓦斯含量超过()时,就不准装药放炮。
P168A.1%B.2% C.3% D.4%11.地下洞室如必须穿越含瓦斯的煤系地层,则应尽可能与煤层走向()。
P168A.平行B.垂直C.45°斜交D.以上均可12.膨胀性岩土地区,洞室开挖应特别注意的地下工程地质问题是()。
P169A.岩爆B.塑性挤出C.弯折内鼓D.膨胀内鼓13.合理的隧道轴线方向应该是与构造线的方向()。
P170A.平行B.垂直C.45°斜交D.以上均可14.当隧道不得不与正断层或逆断层局部平行或小角度相交时,应选择在断层的()通过。
P170A.上盘B.下盘C.上升盘D.下降盘15.当隧道两洞口高程均位于地下水分水岭线以下时,应自分水岭点向洞口设()。
P171A.人字坡B.上行单坡C.下行单坡D.以上均可16.一般情况下,为了确保隧道的安全,隧道进出的位置应遵循的原则是()。
P171A.早进洞早出洞B.早进洞晚出洞C.晚进洞晚出洞D.晚进洞早出洞17.运用物探勘查的依据是,不同地质体具有不同的()。
P172A.物理性质B.化学性质C.水理性质D.力学性质18.根据我国铁路隧道围岩分级标准,Ⅱ级围岩属于()。
P173A.较软但较稳定的围岩B.较完整但较不稳定的围岩C.较完整且较稳定的围岩D.较坚硬但较不稳定的围岩19.以下可应用于隧道外的地表,从地表沿隧道轴线向下探测进行预报的弹性波探测方法是()。
P178A.声纳法B.SHP水平剖面法C.TSP预报系统D.TRT地震反射层析成像预报技术20.以下地下工程问题防治方法中不属于超前加固范围的是()。
P179 A.超前注浆B.冻结松散岩土层C.帷幕注浆D.小导管注浆Ⅲ.多项选择题1.地应力主要包括()。
P159A.自重应力B.构造应力C.残余应力D.初始应力2.用水均衡法计算隧道涌水量,主要考虑的因素有()。
P165A.大气降水量B.隧道吸引范围的集水面积C.大气降雨渗入系数D.大气降雨渗入地下后到达隧道涌水处所需的渗流时间3.以下属于岩土和水对混凝土的化学腐蚀类型的有()。
P167A.结晶类腐蚀B.溶解类腐蚀C.分解类腐蚀D.结晶分解复合类腐蚀4.地下水对混凝土腐蚀强度的影响因素有()。
P167A.建筑场地所处气候区B.岩土层透水性C.干湿交替情况D.腐蚀成分及浓度5.下列有关瓦斯在煤系地层中分布的规律,正确的有()。
P168A.穹隆构造瓦斯含量高B.背斜核部瓦斯含量比翼部高,向斜则相反C.地表有较厚覆盖层的断层或节理发育带,瓦斯含量都较高D.地下水愈多,瓦斯含量愈大6.地下施工时,应注意地温的变化和影响,以下影响地温的因素有()。
P169A.深度B.地质构造C.火山活动D.地下水温度7.地下工程地质勘探方法主要包括()。
P172A.钻探B.物探C.测试试验D.超前预报8.影响岩体洞室稳定性的因素包括()。
P174A.岩体质量B.地下水状态C.地应力状态D.洞室断面尺寸和形状9.防治岩爆的主要方法有()。
P162A.超前钻孔B.喷锚支护C.紧跟衬砌D.防排地下水10.超前地质预报的主要内容有()。
P177A.断裂破碎带的预报B.不稳定块体的预报C.地下水活动情况的预报D.地应力状况的预报Ⅳ.改错题1.地应力是指上覆岩层引起的自重应力。
P1592.地应力的水平应力分量σh 总是大于垂直分量 σv 。
P1593.岩爆常见于修建在软弱岩体中的地下工程。
P1624.地温与岩层层状构造方向无关,因此陡倾斜地层和水平地层中的洞室温度差别不大。
P1695.超前注浆是为了封闭围岩中的孔裂隙以达到封堵地下水通道的目的。
P179Ⅴ.简答题1.地下工程勘察的主要内容有哪些?P1722.常用的岩体洞室围岩稳定性评价方法有哪些?P174~1763.简述地下工程地质问题的防治原则。
P176~1774.地下工程地质问题的防治措施有哪些?P179~1805.简述地应力的分布特征。
P159~1606.常见的隧道涌水量预测方法有哪些?P164~166Ⅵ.读图题1.下图示意了哪种围岩变形破坏类型?并简要解释破坏原因。
P161劈裂剥落。
过大的切向压应力可使厚层或块体状围岩表部发生平行洞室周边的破裂。
一些平行破裂将围岩切割成几cm到几十cm厚的薄板,这些薄板常沿壁面剥落,其破裂范围一般不超过洞室的半径。
当切向压应力大于劈裂岩板的抗弯强度时,这些劈裂板还可能被压弯、折断,并造成坍方。
2.(a)(b)两图示意了哪种围岩变形破坏类型?并简要解释破坏原因。
P161弯折内鼓。
故当薄层状岩层与初始最大应力近于垂直时,洞室开挖后,就会在回弹应力作用下发生如图所示的弯曲、拉裂和折断,最终挤入洞内面坍倒。
如垂直应力为主时,水平岩层在洞顶易产生弯折(图a)。
水平应力为主时,竖直岩层在洞壁易产生弯折(图b)。
3.下图示意了哪种围岩变形破坏类型?并简要解释破坏原因。
P162弯折内鼓。
当洞室侧壁有平行断层通过时,将加强洞壁与断层之间薄层岩体内的应力集中,从而更易产生弯折内鼓。
4.在(a)(b)两图中标出隧道围岩可能不稳定的块体,并简要解释原因。
P163从地下洞室围岩应力分布特征可知,在洞顶易产生拉应力,当洞顶岩体切割有利于塌落时,切向的拉应力降低了夹持岩石块体的成拱应力,极易引起拱顶岩块冒落。
在洞室边墙上,切向压应力可以达到平均应力的2倍,若有陡倾角断裂在边墙发育,将造成断裂面上剪应力超过其抗剪强度,使围岩沿断裂面发生剪切滑移,造成边墙围岩失稳。
可能不稳定的块体见下图阴影部分:5.拟建隧道通过下图所示的滑坡地段,请为该隧道选择合适的位置,并简要说明原因。
P170C;当隧道在滑坡地区通过时,应在查清滑坡有关情况的基础上,一般从可能滑动面以下一定深度的稳定地层中通过。
6.拟建隧道通过下图所示的古滑坡地段,请问选址和相应治理措施是否合理,并简要说明原因。
P170对于古滑坡,只有在查明滑坡性质及滑体结构,并采取一些稳定滑坡的措施,在施工、运营中不致引起古滑体复活的情况下,才允许在滑体内部通过。
因此,上图隧道的选址和相应治理措施比较合理。
7.拟建隧道通过下图所示的泥石流地区,请为该隧道选择合适的位置,并简要说明原因。
P170~171B;泥石流地区的傍山隧道,其埋深应根据道旁侧岸冲刷侵蚀的程度,在稳定山坡内留有一定安全厚度。
8.拟建隧道通过下图所示的岩溶斜坡地带,请为该隧道选择合适的位置,并简要说明原因。
P171B;在岩溶斜坡地区,线路宜向外靠,从安全带中通过。
但隧道周围,特别是顶部和底部,距溶洞应留有足够的安全距离,否则需要进行加固处理。
9.请对下图(a)(b)两隧道的选址方案的作出评价。
P43~44(a)图隧道穿越水平岩层,岩性为较坚硬的石灰岩,围岩稳定性较好。
(b)图隧道在软硬相间的水平岩层中,隧道拱部在软岩中,可能发生坍塌。
10.请对下图(a)(b)两隧道的选址方案的作出评价。
P43~44(a)图隧道在软弱岩层部位,常发生坍方。
(b)图隧道轴线顺岩层走向通过,倾向洞内的一侧岩层易发生顺层坍滑,边墙承受偏压。
11.请对下图两隧道的选址方案的作出评价。
P44图中两隧道设置在褶曲的轴部,岩层弯曲、节理发育、地下水常常由此渗入地下,容易诱发坍方。
12.下图中的隧道垂直穿越背斜和向斜,请画出隧道拱顶压力大小的示意图。
P44垂直穿越背斜的隧道,其两端的拱顶压力大,中部岩层压力小;隧道横穿向斜时,情况则相反。
如下图所示:Ⅶ.论述题1.试论述地下工程主要的工程地质问题。
P159~1692.试论述地质构造环境和区域地应力场特征对隧道位置选择的影响。
P169~170。