隧道支护体系的岩石力学..
隧道施工中的岩土力学问题
隧道施工中的岩土力学问题隧道施工是一个复杂而挑战性的工程，需要充分考虑岩土力学问题以确保隧道的安全与稳定。
岩土力学是研究岩石与土壤力学行为的学科，它在隧道工程中起着至关重要的作用。
本文将探讨隧道施工中的岩土力学问题，并深入了解其背后的原理和解决方法。
首先，隧道施工中最常见的岩土力学问题之一是岩石破坏。
在挖掘隧道时，大量的岩石需要被移除，而岩石的破坏和变形会对施工的进展和隧道的稳定性造成影响。
为了解决这一问题，工程师们使用了各种技术和方法。
其中，一种常见的做法是使用爆破技术来破坏岩石。
通过选择合适的爆破参数，可以控制岩石的破坏方式和范围，从而保证施工的顺利进行。
此外，还可以采取钻孔和爆破结合的方式，通过预先进行钻孔来削弱岩石的强度，从而减少岩石的破坏。
隧道施工中的另一个重要的岩土力学问题是地下水的渗透和涌水。
地下水的存在会对隧道的施工和运营带来严重的挑战。
它会增加隧道工程的复杂性，并可能导致土层的液化和岩石的破坏。
为了解决这一问题，工程师们采取了各种措施。
一种常见的方法是在隧道周围设置防水层，以阻止地下水的渗透。
防水层可以使用各种材料，如混凝土、沥青和防水膜等。
此外，还可以使用注浆技术来加固土壤和岩石，从而减少地下水的渗透。
此外，隧道施工中还会遇到地震力学问题。
地震是地球表面发生的剧烈震动，会对土壤和岩石产生巨大的力学作用。
在隧道施工中，地震力学问题尤为重要，因为它会对隧道的安全性和稳定性带来巨大的影响。
为了解决这一问题，工程师们通常采取以下几种措施。
首先，他们通过详细的地质勘察和地震监测，了解地震活动和震源的情况，从而对隧道的设计和建设做出正确的决策。
其次，他们使用抗震设计法来增加隧道的抗震能力，如增加隧道的支护结构和设置减震装置等。
除了上述提到的问题，隧道施工中还有许多其他的岩土力学问题，如隧道围岩变形、地基沉降等。
这些问题都需要工程师们充分考虑，并采取相应的措施来控制和解决。
在实际的隧道施工中，工程师们通常会结合各种岩土力学理论和实验结果，制定出最佳的施工方案，并通过不断的监测和调整来保证施工的顺利进行。
隧道工程中的岩力学与防治技术
隧道工程中的岩力学与防治技术隧道工程是一项重要的基础设施建设工程，其建设涉及到多个方面的技术与知识，其中岩力学与防治技术在隧道施工过程中发挥着重要作用。
本文将对隧道工程中的岩力学与防治技术进行探讨，以及其应用在实际工程中的意义和效果。
一、岩力学的概念及应用1.1 岩力学的概念岩力学是研究岩体应力与应变关系及岩体破坏规律的一门学科。
在隧道工程中，岩石是构成隧道围岩的主要材料，其物理力学性质对隧道的稳定性和安全性有着重要影响。
因此，了解岩体的力学特性并采取相应的措施进行处理是隧道施工过程中的一项重要任务。
1.2 岩力学在隧道工程中的应用岩力学在隧道工程中的应用主要通过以下几个方面展现：（1）岩体力学参数的测试与计算在隧道工程的设计和施工过程中，需要对岩石的物理力学参数进行测试和计算。
这些参数包括岩石的抗压强度、抗拉强度、弹性模量等。
通过对这些参数的准确测定与计算，可以对隧道的围岩稳定性进行评估与判断，并为后续工程的施工提供参考。
（2）岩体的分类与评估不同类型的岩石在力学性质上存在差异，因此需要将岩石进行分类与评估。
通过对不同岩石类型的认识，可以针对性地采取相应的防治措施，提高工程的安全性和稳定性。
（3）岩体的支护设计与施工岩体的支护设计与施工是确保隧道工程安全施工的关键环节。
根据岩体力学参数的测试与计算结果，结合岩石的分类与评估，可以确定合理的支护方案，并在施工过程中按照设计方案进行支护结构的搭建与施工。
二、岩体的防治技术及实际应用2.1 预留锚固孔的支护技术预留锚固孔的支护技术是一种常用的岩体防治技术，在隧道工程中得到了广泛应用。
该技术通过钻孔、锚杆安装和螺栓注浆等方式，将锚固体与岩石牢固地连接在一起，以增加岩体的承载能力和稳定性。
2.2 喷射混凝土衬砌技术喷射混凝土衬砌技术是一种常见的岩体防治技术，特别适用于较坚硬岩石的隧道施工。
该技术通过喷射混凝土形成坚固的衬砌结构，提供对岩体的支撑和保护，从而增强隧道的稳定性和抗冲刷能力。
软弱围岩隧道预支护结构力学机理研究及工程应用
软弱围岩隧道预支护结构力学机理研究及工程应用
软弱围岩是指在隧道掘进过程中遇到的地质层位差异较大，坚硬程度较低的岩石和土层。
软弱围岩对隧道的稳定性和安全性有较大的影响，因此需要预支护结构来增强围岩的稳定性。
软弱围岩隧道预支护结构力学机理的研究主要包括以下几个方面：
1.软弱围岩的物理力学特性：通过对软弱围岩的力学性质进行测试和分析，了解其强度、延展性、蠕变性等特点，为预支护结构的设计提供依据。
2.预支护结构的力学行为：研究预支护结构在软弱围岩中的力学行为，包括结构的受力分布、整体和局部稳定性分析等，以确保预支护结构能够对软弱围岩起到有效的支护作用。
3.土-结构相互作用机理：软弱围岩中的土体和预支护结构之间存在着相互作用关系，研究土-结构相互作用的力学机理，包括土体侧限压力的传递和结构的变形等，能够更准确地评估结构的稳定性。
工程应用方面，软弱围岩隧道的预支护结构设计需要综合考虑围岩的物理力学特性和结构的力学行为，确保结构能够承受围岩和土体的荷载，并保持稳定。
在实际工程中，可以采用钢筋混凝土喷射支护、锚喷支护、钢网支护等方法对软弱围岩进行加固和支护。
同时，还需要进行施工监测和安全评估，及时发现和处理围岩变形和结构破坏等问题，确保隧道的安全运营。
隧道岩石单轴抗压强度尺寸
隧道岩石单轴抗压强度尺寸【实用版】目录1.岩石单轴抗压强度的定义和重要性2.隧道岩石的特点和分类3.岩石单轴抗压强度与隧道工程的关系4.测量岩石单轴抗压强度的方法和设备5.岩石单轴抗压强度的影响因素6.结论正文1.岩石单轴抗压强度的定义和重要性岩石单轴抗压强度是指岩石在单向受压至破坏时，单位面积上所承受的最大压应力。
它是岩石力学性质中的一个重要参数，对于工程设计和施工具有很大的实际意义。
在隧道工程中，岩石单轴抗压强度是评价岩石稳定性和确定隧道支护措施的重要依据。
2.隧道岩石的特点和分类隧道岩石是指隧道开挖过程中所遇到的岩石。
根据岩石的成因和性质，隧道岩石可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
其中，岩浆岩包括花岗岩、玄武岩等；沉积岩包括砂岩、泥岩、石灰岩等；变质岩包括片麻岩、云母片岩等。
3.岩石单轴抗压强度与隧道工程的关系在隧道工程中，岩石单轴抗压强度是评价岩石稳定性的重要参数。
一般来说，岩石单轴抗压强度越高，岩石的稳定性越好。
根据岩石单轴抗压强度的不同，可以将岩石分为软岩、中硬岩和硬岩。
软岩的单轴抗压强度小于 30MPa，中硬岩的单轴抗压强度在 30-60MPa 之间，硬岩的单轴抗压强度大于 60MPa。
在实际工程中，根据岩石的单轴抗压强度，可以确定相应的隧道支护措施。
4.测量岩石单轴抗压强度的方法和设备测量岩石单轴抗压强度的方法有多种，其中最常用的方法是简支梁法。
简支梁法的试验设备主要包括岩石单轴抗压强度试验机和万能材料试验机。
岩石单轴抗压强度试验机用于测量岩石的单轴抗压强度，万能材料试验机用于测量岩石的抗拉强度和抗折强度。
5.岩石单轴抗压强度的影响因素岩石单轴抗压强度受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：（1）岩石的成因和性质：不同类型的岩石具有不同的单轴抗压强度，一般来说，岩浆岩的单轴抗压强度较高，沉积岩和变质岩的单轴抗压强度较低。
（2）岩石的结构和构造：岩石的结构和构造对其单轴抗压强度具有重要影响。
隧道软岩大变形的力学机制及其防治措施
隧道软岩大变形的力学机制及其防治措施摘要：介绍软岩含义，简要分析隧道围岩变形机制，介绍国内外部分关于隧道变形的支护理论，列举了常见的支护措施及变形控制技术。
关键词：隧道软岩；力学机制；防治措施1软岩含义及力学特性关于软岩的含义至今仍然有多种解释。
1981年在东京召开的“国际软岩学术讨论会”规定“软弱、破碎和风化岩石”为软岩[1]，属于定性的规定。
国际岩石力学学会（ISRM）对软岩给出了定量的规定～定义软质岩为单轴抗压强度在0.5～25MPa的岩石。
近年来，在我国的水工、道路及矿山建设中，越来越多地涉及到软岩工程问题，大量工程实践提供了众多成功经验和失败教训，成为软岩技术发展的推动力。
孙钧教授总结软岩的基本特征是强度低，孔隙率高，容重小，渗水、吸水性好，易风化，易崩解，具有显著的膨胀性和明显的时效特性，认为高地应力地区的岩石蠕变将呈非线性性态发展。
2隧道围岩变形机理隧道围岩变形机理的研究进展和岩体力学的发展存在着紧密的关系。
在长期的工程实践和理论研究中，尤其是近代岩土力学、工程地质力学的发展，使我们对坑道开挖后在围岩中产生的物理力学现象有了一个较为明确的认识。
关于大变形的形成机制，一般分为以下两类[2]：（1）坑道开挖后将引起围岩一定范围内的应力重新分布和局部地壳残余应力的释放：从力学角度看：坑道开挖前的围岩处于初始应力状态，即前面所述的初始地应力场，我们称为一次应力状态。
坑道开挖后由于应力重新分布，坑道周边围岩处于由开挖引起的应力场中，这种应力状态我们称为二次应力状态，又称为毛洞的应力状态。
如果二次应力状态满足坑道稳定的要求，则可不加任何支护，坑道即可自稳。
如果坑道不能自稳就须施加支护措施加以控制，促使其稳定。
因此，采取支护措施后的应力场称为三次应力场或支护后的应力场。
应力控制实质上就是控制围岩的变形和松弛。
这是软弱围岩隧道设计施工的主要原则。
就是说要想控制住围岩的松弛，就要控制住围岩的变形。
（2）岩石中的某些矿物和水反应而发生膨胀。
隧道工程岩石支护技术规程
隧道工程岩石支护技术规程一、前言隧道工程岩石支护技术是隧道工程建设中的重要环节，直接关系到隧道建设的质量、安全和经济效益。
本技术规程旨在规范隧道工程岩石支护的设计、施工和验收等方面的要求，促进隧道工程岩石支护技术的不断提高。
二、岩石支护的分类岩石支护按照其支护形式可分为以下几种：1.钢支撑2.锚杆支护3.喷锚支护4.锚喷复合支护5.注浆支护6.预应力锚杆支护7.网片支护三、岩石支护的设计要求1.岩体分类及其力学性质2.隧道断面形式及尺寸3.岩体结构面及其分布4.地下水位及水文地质条件5.地质构造情况6.隧道周围环境条件四、岩石支护的施工要求1.施工前的准备工作（1）岩体处理：清理、剥落、锤炮处理等（2）钢支撑的制作和加工：包括钢材的切割、打孔、焊接等工作（3）锚杆的安装：包括钻孔、钻孔灌浆、锚杆的安装等工作2.支护施工（1）钢支撑的安装：包括钢筋网的铺设、支撑鞋的安装、立杆的安装等工作（2）锚杆支护：包括锚杆的安装、锚索的张拉、锚杆灌浆等工作（3）喷锚支护：包括喷锚混凝土的配制、喷射、养护等工作（4）锚喷复合支护：包括锚喷混凝土的配制、喷射、养护等工作（5）注浆支护：包括注浆剂的配制、注浆、压浆等工作（6）预应力锚杆支护：包括预应力锚杆的加工、安装、张拉等工作（7）网片支护：包括网片的加工、铺设、固定等工作3.施工后的收尾工作（1）支护质量检查（2）支护材料的清理和存放（3）施工现场的清理和恢复五、岩石支护的验收要求1.支护结构的尺寸、形状、位置是否符合设计要求2.支护结构的材料和质量是否符合规定3.支护结构的连接方式是否符合规定4.支护结构的稳定性、承载能力等是否符合规定5.支护结构的施工工艺是否符合规定六、岩石支护的质量控制1.原材料的质量控制2.施工工艺的质量控制3.支护结构的质量控制4.验收和检测的质量控制七、岩石支护的安全措施1.施工现场的安全防护2.支护结构的安全保护3.现场人员的安全教育和培训八、岩石支护的维护和保养1.支护结构的定期检查和维护2.支护结构的保养和修补3.支护结构的更新和改进九、总结隧道工程岩石支护技术是隧道工程建设中不可或缺的一部分，其质量和安全性直接关系到隧道工程建设的成败。
地铁隧道围岩支护技术研究
地铁隧道围岩支护技术研究摘要：本文通过阐述岩石力学基本原理，将其与工程实际相结合提出了以利用与提高围岩强度、利用注浆技术提高围岩承载能力、架设支架以阻止围岩继续破坏的三个地铁隧道围岩支护技术。
从而为安全、经济、有效、环保的解决隧道围岩的稳定性问题提出参考。
关键词：利用与提高围岩强度、注浆技术、钢结构支架随着地铁隧道建设大规模的展开,建设中面临的围岩支护问题日趋凸现。
要解决围岩支护问题首先就要收集地铁隧道建设相关的工程地质资料,主要包括地下水、地应力、岩块强度、岩石的裂隙度、节理间距、节理粗糙度等等因素。
再利用近几年来得到专家广泛认同的CSIR岩石分类方法将隧道施工的岩体进行分类，以确定围岩支护方案。
近几年来，经过不断的探索与实践总结。
地铁隧道围岩支护技术主要分以下三种：（1）利用与提高围岩强度（2）利用注浆技术提高围岩承载能力（3）架设支架以阻止围岩继续破坏。
实践表明运用以上3个方面的围岩支护技术可以确保地铁隧道围岩的稳定性。
利用与提高围岩强度合理的利用围岩的强度就要遵循岩石力学的基本原理，要以维护和加固围岩为隧道施工的基本出发点，充分的利用围岩的自承能力。
因为围岩既是产生支护荷载的主体，又是承受岩层荷载的结构。
如果将支护与围岩作为一个整体并能使其相互作用，共同承担围岩压力。
就能安全、经济、有效的达到隧道围岩稳定的效果。
从而摒弃了过去几年施工中岩体做为对支护结构的荷载，采用后衬砌的传统做法。
围岩压应力是产生围岩破坏的一个重要因素。
根据研究围岩压应力是变形压力与松动压力的组合。
这两种压力大部分由围岩自己承担，只有少部分转移到了支护结构上。
所以支护荷载既取决于围岩的性质又取决于支护结构的刚度和支护时间，研究发现围岩的松动区和围岩内二次应力状态与支护结构性质和时间有关。
围岩支护与支护工作曲线[1]关系如图1所示。
其中，a为围岩支护特性曲线；b为支护工作曲线。
其具体施工方法是（1）在隧道掘进过程中，及时的喷射一层薄混凝土用来封闭围岩裂隙并且可以形成初期支撑抗力来控制围岩变形。
隧道受力结构知识分享
具压密或成岩作用的粘性土、
粉土及砂类土，一般钙质、铁 质胶结的碎(卵)石土、大块石土， 黄土(Q1、Q2)
1.5～3.0
Ⅴ
软岩，岩体破碎至极破碎； 全部极软岩及全部极破碎岩(包括受 构造影响严重的破碎带)
一般第四系坚硬、硬塑粘性土，
隧道围岩与支护结构的共同作用
收敛和约束的概念 开挖隧道时，由于临空面的形成，围岩开始向洞内产生位移，这种
位移我们称之为收敛。若岩体强度高，整体性好、断面形状有利，岩 体的变形到一定程度，就将自行停止，围岩是稳定的。反之，岩体的 变形将自由地发展下去，最终导致隧道围岩整体失稳而破坏。在这种 情况下，应在开挖后适时地沿隧道周边设置支护结构，对岩体的移动 产生阻力，形成约束。相应地支护结构也将承受围岩所给予的反力， 并产生变形。如果支护结构有一定的强度和刚度，这种隧道围岩和支 护结构的相互作用会一直延续到支护所提供的阻力与围岩应力之间达 到平衡为止，从而形成一个力学上稳定的隧道结构体系。这时的隧道 围岩应力状态称为三次应力状态。
围岩压力
围岩压力是指引起地下开挖空间周围岩体和支护结构变形 或破坏的作用力。
一、围岩压力分类 围岩压力按作用力发生的形态，一般可分为如下几种类型：
1. 松动压力 由于开挖而松动或坍塌的岩体以重力的形式直接作用在支护结构上压力
称为松动压力。 2. 形变压力 形变压力是由于围岩变形受到与之密贴的支护结构(如锚喷支护等)的抑
稍密及以上、稍湿、潮湿的碎 (卵)石土、圆砾土、角砾土、粉 土及黄土(Q3、Q4)
1.0～2.0
Ⅵ
受构造影响很严重呈碎石、角砾及粉 软塑状粘性土、饱和的粉土、 ＜1.0(饱和状态
岩石力学与岩土工程在隧道工程中的应用研究
岩石力学与岩土工程在隧道工程中的应用研究
岩石力学与岩土工程是隧道工程中至关重要的一部分。
隧道工程需要考虑地质情况、地下水位、地震等因素，因此必须进行充分的岩石力学和岩土工程研究。
岩石力学是研究岩石变形和破坏规律的学科。
在隧道工程中，岩石力学的研究主要包括岩石的物理力学性质、岩石的变形和破坏机理、岩石的强度和稳定性等方面。
通过对这些问题的研究，可以预测隧道工程中可能出现的岩石变形和破坏情况，从而采取相应的措施来保证隧道工程的安全和稳定性。
岩土工程是研究土体和岩体工程性质及其应用的科学。
在隧道工程中，岩土工程的研究主要包括地质勘探、隧道施工方法、支护结构设计等方面。
通过对这些问题的研究，可以确定隧道施工中的困难点和风险点，并采取相应的措施来保证隧道施工的安全和顺利进行。
在隧道工程中，岩石力学和岩土工程的应用非常广泛。
首先，在隧道勘探和设计阶段，需要进行充分的地质勘探和岩土工程分析，以确定隧道的建设方案和施工方法。
其次，在隧道施工过程中，需要根据不同地质情况选择不同的施工方法，如盾构法、钻爆法等，并采取相应的支护措施来保证隧道施工的安全和稳定性。
最后，在隧道使用阶段，需要对隧道进行定期检测和维护，以保证隧道的安全和可靠性。
总之，岩石力学和岩土工程在隧道工程中具有非常重要的应用价值。
通过对这些问题的深入研究，可以有效地预测和解决隧道工程中可能出现的各种问题，并保证隧道工程的安全和顺利进行。
因此，在隧道工程中应该充分重视岩石力学和岩土工程的应用研究，并不断加强相应技术的研究和推广。
岩石力学应用领域及现状
岩石力学应用领域及现状岩石力学是研究岩石受力后的变形和破裂行为的学科，它的研究范围涉及到矿山、隧道、地下工程等领域。
最近几年来，国内外对于岩石力学的研究重视度逐渐提高，应用领域也在不断拓展。
一、矿山矿山作为岩石力学最早的应用领域之一，一直是岩石力学的重要研究领域。
在矿山中，矿体的稳定性和开采效率是岩石力学研究的核心问题。
岩石力学通过测量岩石的物理力学性能，例如弹性模量，破裂韧性和裂纹扩展能，以确定矿体的稳定性。
在矿山生产中，岩石力学的应用可以直接影响矿山的生产效率和安全性。
二、隧道隧道工程是岩石力学的重要应用领域之一。
在隧道工程中，岩石力学可以用来确定隧道的稳定性和支护设施所承受的负荷。
此外，岩石力学还可以用来研究岩石流动的流变特性，帮助设计拱壳和隧道支护结构。
三、地下工程地下工程是另一个重要的岩石力学应用领域。
岩石力学在地下工程中可以用来确定地下工程的设计和评估，例如地下库，地下水库和地下储气库的稳定性。
岩石力学还可以用来研究地下工程的裂缝行为和裂缝扩展特性。
岩石力学研究在地下开采中的应用仍处于探索阶段，但是随着地下工程的发展，岩石力学在矿山的应用领域中会越来越重要。
四、天然灾害岩石力学在天然灾害的研究中也发挥了重要的作用。
例如，岩石力学可以用来研究岩石滑坡的机理，帮助预测和诊断岩石滑坡的风险。
岩石力学还可以用来研究地震引起的岩石裂缝和裂隙。
在土地开发和城市更新方面，岩石力学会更加重要，因为地震和岩石滑坡事件对城市的安全和稳定性产生着重要的影响。
总之，岩石力学作为一门基础学科，在矿山、隧道、地下工程和天然灾害等领域中具有广泛的应用。
随着科技和人类活动的不断发展，岩石力学也将变得越来越重要。
隧道开挖中的软岩掘进力学分析
隧道开挖中的软岩掘进力学分析隧道是现代城市交通建设中不可缺少的一环，例如地铁、高速公路、铁路等。
隧道建设过程中，需要进行隧道开挖工作。
而在隧道开挖中，往往会碰到软岩层，对于软岩挖掘力学的研究十分必要。
软岩层是一种相对较弱的岩石，在接受较大的荷载时容易发生变形和破坏。
在隧道开挖中，会给软岩层施加超出其承载能力的荷载，容易造成隧道坍塌等安全问题。
因此，必须对软岩层的物理力学特性进行研究和分析，制定合理的开挖方案，以确保隧道建设的安全性和可靠性。
一般来说，软岩层受到荷载后会出现弹性变形和塑性变形两种类型。
其中弹性变形对于大部分工程来说不会产生影响，而塑性变形则是隧道开挖中最具挑战性的问题之一。
塑性变形会导致岩体的稳定性发生变化，使得在塑性变形区域内的支护工作非常困难。
此外，塑性变形还会使得隧道周围的土壤和岩石松动，导致隧道结构变脆弱，从而增加了隧道施工中的安全隐患。
为了研究软岩层开挖中的力学问题，需要先了解软岩的物理力学特性。
软岩层的物理力学特性包括荷载-变形曲线、岩层强度、裂隙发育程度和岩体的损伤程度等。
这些特性可以通过采集并测试软岩样本的方式进行研究。
重点研究岩石的受力变形过程，在开挖过程中，由于负荷的影响，不论是软岩还是硬岩都会出现一定程度的变形，其中硬岩层变形相对指标较小。
在隧道开挖过程中，建议采用分步挖掘法，在大型机械的加持下将岩土挖出；同时在围岩自身能够承受荷载的前提下进行优化设计，结构抗倾覆能力必须符合要求。
在开挖过程中，还需要进行必要的支护工作。
常用的支护结构有钢支撑、混凝土衬砌、灌浆等，钢支撑具有工程量小、施工灵活等优点，是目前在隧道工程中应用较广的一种支护方式。
而混凝土衬砌及灌浆等方式，由于需要较大的工程量和施工周期，并且不灵活，所以目前仅在适用场合中应用。
除此之外，还需要对开挖过程中的贯通槽等施工方法进行研究。
贯通槽是在支护体系内钢架梁或钢撑的连接体系，其主要作用为分散侧向位移，控制整体平移，防止出现翻转或坍塌等不良现象。
地下隧道工程中的岩石力学问题分析
地下隧道工程中的岩石力学问题分析隧道工程是现代城市建设中不可或缺的一部分，它为交通运输提供了便利，也为城市发展提供了空间。
然而，在隧道工程的建设过程中，岩石力学问题是一个不容忽视的挑战。
本文将从地下隧道工程中的岩石力学问题进行分析，探讨其对工程建设的影响和解决方案。
首先，地下隧道工程中的岩石力学问题主要体现在岩石的稳定性和围岩的变形上。
隧道工程通常需要穿越各种类型的岩石，包括砂岩、石灰岩、花岗岩等。
这些岩石在地下环境中承受着巨大的地压力和水压力，容易发生断裂和滑动。
因此，在隧道的设计和施工过程中，必须考虑岩石的强度、稳定性和变形特性。
其次，岩石的力学性质对隧道工程的安全性和持久性有着重要的影响。
岩石的强度决定了隧道的承载能力，而岩石的稳定性则关系到隧道的长期使用。
因此，在隧道工程的设计和施工过程中，必须进行详细的岩石力学参数测试和分析，以确保工程的安全性和可靠性。
在地下隧道工程中，岩石的变形是一个重要的问题。
隧道的开挖会导致岩石的应力分布发生变化，从而引起岩石的变形和破坏。
此外，地下水的存在也会对岩石的变形产生影响。
因此，在隧道施工过程中，必须采取措施来控制岩石的变形，以确保隧道的稳定性和安全性。
解决地下隧道工程中的岩石力学问题需要综合考虑多个因素。
首先，必须进行详细的岩石勘察和力学参数测试，以了解岩石的强度、稳定性和变形特性。
其次，需要合理设计隧道的断面形状和支护结构，以减小岩石的应力集中和变形。
此外，还需要采取适当的施工方法和技术，以减小对岩石的破坏和变形。
在实际工程中，可以采用多种手段来解决地下隧道工程中的岩石力学问题。
例如，可以通过预应力锚杆支护来增加岩石的承载能力，通过注浆加固来提高岩石的稳定性，通过短支护和隧道衬砌来控制岩石的变形。
此外，还可以利用数值模拟和监测技术来预测和监测岩石的变形和破坏，以及及时采取相应的措施进行修补和加固。
总之，地下隧道工程中的岩石力学问题是一个复杂而重要的课题。
隧道支护措施对围岩物理力学指标作用分析
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第３ ９卷 第 ２期
２ ０ １ ３年 １月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖ０ Ｉ ． ３ ９ Ｎ ｏ ． ２
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ３
・１ ５９ ・
文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５（ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ １ ５ ９ — ０ ３
围岩 对隧道稳定性影响 ； 由岩体 力学理论得 出岩体抗剪强度峰值 随围岩物理 力学指标变化的解析解 ， 从理论上得 出对不 同质 量级 别 的围岩 ， 所采取 的支护措施 对围岩物理力学指标 的影 响。 关键词 ： 特征 曲线法 ， 围岩物理力学指标 ， 抗 剪强度峰值
中图分类 号 ： Ｕ ４ ５ ５ ． ７ 文献标识码 ： Ａ
ＣＨＡＮＧ Ｊ ｉ ａ ｎ － ｍｅ ｉ ’ Ｗ ＡＮＧ Ｔｉ ａ ｎ － ｌ ｏ ｎ ｇ
（ １ ． Ｃ ｏ ｍｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ Ｍｏ ｎ ｇ ｏ ｌ ｉ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｈ ｏ ｈ ｈ ｏ ｔ ０ １ ０ ０ ７ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｈ ａ ｉ ｗ ｅ ｉ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｅｅ ｎ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ｓｔ ｎ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ， １ ｓ ｔ Ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｆＣ ｈ ｉ ｎ ａ Ｃ ｏ ｍｍ ｕ ｎ ｃ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｓ ｎ Ｃ ｏ ｓｔ ｎ ｒ ｕ ｃ ｔ ｏ ｉ ｎ Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｂ ｅ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ａ） ｎ
隧道施工中的岩土力学问题分析与支护措施改进
隧道施工中的岩土力学问题分析与支护措施改进隧道施工是城市建设中不可或缺的一环，然而，岩土力学问题一直是隧道施工中的重要挑战之一。
本文将探讨隧道施工中的岩土力学问题，并提出支护措施的改进方案。
首先，隧道施工中常见的岩土力学问题之一是地层不稳定。
地质条件的复杂性导致了地层的不均匀性和不稳定性，给施工带来了很大的挑战。
特别是在高地应力区域，岩石容易发生断裂和滑动，对施工安全产生威胁。
为了解决这一问题，可以采取以下改进措施。
首先，提前进行地质勘探工作，详细了解地下地质情况，特别是高地应力区域的情况。
其次，采用适当的支护措施，如喷射混凝土衬砌和钢筋网片等，以增强隧道的稳定性。
此外，定期进行地层监测，及时发现并处理地层变形和位移等问题，以保证施工的安全进行。
第二个岩土力学问题是地下水的渗漏。
隧道施工中，由于地下水位的限制和地层的渗透性，地下水会不可避免地进入隧道，给施工带来一系列的问题。
例如，地下水的渗透会导致围岩软化和水压增加，给隧道的稳定性和安全性带来威胁。
为了解决这一问题，可以采取以下改进措施。
首先，根据地下水的水位及渗透性，设计合理的隧道排水系统，将地下水及时排出。
其次，在设计施工方案时，要考虑到地层的渗透性，选择合适的水密性支护材料，如聚氨酯发泡材料和防渗膜等，以减少地下水的渗透。
此外，定期监测隧道周围地下水的水位和水质，及时采取措施防止渗漏问题的恶化。
最后，隧道施工中还存在地震引起的岩土力学问题。
地震是一种常见的自然灾害，隧道施工中地震引起的地层震动易导致隧道结构的破坏和围岩的塌方。
因此，如何应对地震引起的岩土力学问题成为隧道施工中的重要课题。
为了解决这一问题，可以采取以下改进措施。
首先，提前进行地震风险评估工作，了解地震活动频率和震级等参数，为隧道设计提供参考。
其次，采用抗震设计和施工技术，如增加隧道的抗震固结和阻尼系统，以提高隧道的地震抗力。
此外，在施工过程中，对地震灾害区域进行定期监测，及时发现并处理地震引起的地层变形和位移等问题。
隧道施工中的岩体支护技术与方案研究
隧道施工中的岩体支护技术与方案研究引言隧道施工是现代城市发展不可或缺的一项工程建设活动。
隧道施工过程中，岩体的支护是保证隧道稳定和安全的重要环节。
岩体支护技术的研究与应用，对于隧道工程的顺利进行具有重要意义。
本文将探讨隧道施工中的岩体支护技术与方案，并提供一些应用案例供参考。
一、岩体支护技术的研究与分析1. 岩体识别与评价在岩体支护技术的应用过程中，首先需要对岩体进行识别与评价。
岩体的性质和特点对支护方案的设计起着至关重要的作用。
采用地质勘探、地质雷达、地震勘探等技术手段，可以获取岩体信息，对其进行评估和分类。
通过岩体的韧性、强度、裂缝和变形等特点的分析，可以为岩体支护方案的制定提供依据。
2. 岩体支护技术的选用岩体支护技术的选用是根据岩体的特点和施工条件来确定的。
常见的岩体支护技术包括钢筋网片法、锚杆喷浆法、锚杆注浆法、锚喷复合锚杆法等。
在应用过程中需要综合考虑岩体的强度、稳定性、裂缝情况和变形程度等因素。
合理选择岩体支护技术可以提高施工效率，保证隧道的稳定和安全。
二、岩体支护方案的研究与应用1. 预应力锚杆支护技术的研究与应用预应力锚杆支护技术是目前较为常用的岩体支护方案之一。
预应力锚杆采用高强度钢材制作而成，通过施加预压力来增强锚杆与岩体之间的力学连接。
该技术能够有效地改善岩体强度，提高岩体整体的稳定性。
在隧道施工中，预应力锚杆支护技术广泛应用，其可靠性经过了严格的工程实践验证。
2. 地下注浆技术的研究与应用地下注浆技术也是一种常用的岩体支护方案。
该技术通过向地层中注入浆液，形成固体和胶圈，从而增加地层的稳定性和抗渗性。
地下注浆技术在隧道施工中能够有效地填充岩体裂隙和孔洞，提高岩体的整体稳定性。
此外，地下注浆技术还可以防止周围地层塌陷，保障施工安全。
3. 爆破技术的研究与应用岩体支护方案中，爆破技术是一种具有广泛应用的方法。
爆破技术能够将大块岩石进行破碎，为隧道施工提供便利。
但是在爆破过程中需要注意岩体的应力以及附近建筑物和地下管线的安全。
隧道支护与围岩作用体系的力学特性研究
隧道支护与围岩作用体系的力学特性研究近年以来,我国城市轨道交通、高速铁路、高速公路等交通基础设施进入了大规模建设期,作为交通工程的重要载体,隧道工程的建设数量大幅增加、施工难题层出不穷,隧道设计理论已经明显滞后于工程实践。
对支护与围岩作用体系的力学特点的认识深度直接决定了隧道工程设计和施工的科学性、安全性及经济性。
因此,论文采用数值模拟、理论分析、室内试验和统计分析方法对开挖扰动下围岩变形的时空演化规律、隧道围岩力学响应的三维理论分析方法和支护结构体系与围岩相互作用的力学机理进行了深入研究,阐明了隧道支护与围岩作用体系的力学演化过程及其基本特点,建立了一种新的支护结构刚度确定方法。
主要的研究成果包括:(1)隧道开挖扰动效应是支护与围岩作用体系力学演化的根本动力,无论地层结构特性和围岩物理力学参数如何变化,围岩变形均会经历"变形加速→急剧变形→缓慢变形→变形稳定"的四个阶段,且隧道洞周围岩变形的演化过程具有显著的自相似特性,这是由隧道开挖效应叠加的周期特性决定的。
隧道拱顶围岩变形是判断围岩安全状态的基准指标,通过对侧压力系数为1的围岩变形结果的拟合分析得到了隧道拱顶围岩纵向变形曲线的计算公式。
(2)将地层视为无限大或半无限大弹性体,以释放应力模拟隧道的开挖效应,分别建立深埋和浅埋圆形隧道围岩力学响应的三维分析模型,基于Mindlin解推导了围岩应力和位移的积分计算公式,编制相应的计算程序,通过与数值模拟结果的对比验证了其正确性,并分析了掌子面应力释放和洞壁应力释放对不同位置围岩径向位移和轴向位移影响的大小和范围。
(3)提出广义和狭义隧道结构体系的概念,阐明各类支护结构的干预效应及其在隧道施工力学演化过程中的核心作用。
初期支护是围岩荷载的主要承载结构,应用了高强钢筋的格栅混凝土复合支护结构具有高强度和大变形的力学特性,尤其适用于特殊地质和软弱围岩隧道。
在扰动效应和干预效应的共同作用下,围岩变形演化仍呈现出四阶段特性。
隧道工程岩土力学技术规程
隧道工程岩土力学技术规程一、前言隧道工程是一项复杂的地下工程，它需要对地质条件、岩土力学特性、隧道结构等方面进行深入的研究和分析，才能确保隧道的安全和稳定。
本文将从岩土力学的角度出发，详细介绍隧道工程中的岩土力学技术规程。
二、岩土力学参数的测试和分析1. 岩石力学参数的测试岩石力学参数是评价岩石力学性能的重要指标，包括抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、弹性模量、泊松比等。
为了准确地评估岩石力学参数，需要进行现场测试和实验室分析。
现场测试主要包括岩芯取样、钻孔取芯、现场试验等，通过这些测试可以获取岩石的物理性质和力学性质。
实验室分析主要包括岩芯试验、单轴压缩试验、三轴压缩试验等，通过这些试验可以获取岩石的力学参数。
2. 土壤力学参数的测试土壤力学参数是评价土壤力学性能的重要指标，包括抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、弹性模量、泊松比等。
为了准确地评估土壤力学参数，需要进行现场测试和实验室分析。
现场测试主要包括土样取样、钻孔取样、现场试验等，通过这些测试可以获取土壤的物理性质和力学性质。
实验室分析主要包括单轴压缩试验、三轴压缩试验等，通过这些试验可以获取土壤的力学参数。
三、地质条件评估和预测1. 地质条件评估地质条件评估是对隧道建设区域地质条件的全面评估和分析，包括岩层结构、岩石性质、岩土体的力学性质、地下水、断层、褶皱等方面。
地质条件评估可以通过钻探、地质调查、地下水位监测、地震勘探等方法进行。
2. 地质条件预测地质条件预测是对隧道建设区域未来地质条件的预测和分析，包括岩层稳定性、地下水位变化、断层活动等方面。
地质条件预测可以通过数值模拟、地震预警等方法进行。
四、隧道设计与施工1. 隧道设计隧道设计是根据地质条件、交通需求等因素进行的隧道结构设计。
隧道设计需要考虑隧道的长度、断面形状、支护结构、排水处理等方面。
2. 隧道施工隧道施工是根据隧道设计方案进行的一系列施工工艺和技术。
隧道施工需要考虑隧道的地质条件、支护结构、施工工艺等方面。
岩石的分类分级及隧道的支护方法
岩石的分类分级及隧道的支护方法摘要：岩石是构成岩体的基本组成单元。
相对于岩体而言，岩石可以看做是连续的、均质的、各向同性的的介质，。
但实际上只要稍微深入研究，就不难发现岩石中也存在一些如矿物解理、微裂隙、粒间空隙、晶格缺陷、晶格边界等内部缺陷，统称微结构面。
因此，自然界中的岩石又是一种受到不同程度损伤的材料。
关键词：岩石类别级别支护岩石性质隧道正文：地球是一个由不同物质和不同状态的同心圈层构造所组成的球体。
这些圈层可以分为外部圈层和内部圈层。
外部圈层是指地球表面以外的圈层，按照不同的特点可以分为大气圈、水圈和生物圈。
内部圈层是指从地球表面往里直到地球中心的各圈层，有表及里可以分为地壳、地幔、地核。
地壳是由岩石构成的，也就是说，岩石组成地球的外壳，覆盖在地球的表面。
岩石是自然界中各种矿物的集合体，是天然地质作用的产物，一般而言，大部分新鲜岩石质地均较坚硬致密，孔隙小而少，抗水性强，透水性弱，力学强度高。
一、岩石的分类覆盖在地球上的坚固部分称为岩石。
岩石有各式各样的种类，通常我们所称呼的石头，就是岩石破碎之后的样子。
岩石是在各种不同的地质作用下产生的，是由一种或多种矿物有规律地组合而成的矿物集合体。
如花岗岩由石英、长石、云母等多种矿物组成。
根据成因，岩石可分三大类：即由岩浆活动形成的岩浆岩；由外力作用形成的沉积岩；由变质作用形成的变质岩。
（1）．岩浆岩（火成岩）——顾名思义，就是直接由岩浆形成的岩石，指由地球深处的岩浆侵入地壳内或喷出地表后冷凝而形成的岩石。
又可分为侵入岩和喷出岩（火山岩）。
三种常见的岩浆岩：1．花岗岩是分布最广的深成侵入岩。
主要矿物成分是石英、长石和黑云母，颜色较浅，以灰白色和肉红色最为常见，具有等粒状和块状构造。
花岗岩既美观抗压强度又高，是优质建筑材料。
2．橄榄岩侵入岩的一种。
主要矿物成分是橄榄石及辉石，深绿色或绿黑色，比重大，粒状结构。
是铂及铬矿的惟一母岩，镍、金刚石、石棉、菱铁矿、滑石等也同这类岩石有关。
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pa ps pst pA
10-1剪切滑移破坏法
岩体的抗滑阻力，实质上是岩体本身所提供的支护阻力 pw 。如 设剪切滑面长度为 s ，沿滑面的剪切应力为 n ，正应力为 n 则知 2s n cos 2 s n sin (10 5) pw b b 式中 为剪切滑面的平均倾角， (0 ) / 2 (10 -5)式的 n 和 n 可按摩尔包络线为直线的假定求出，设粘结力 为 c ，内摩擦角为 则知 n 1 3 cos 2 3 1 3 n 1 sin 2 2 又上式的 ，可用下式表达 1 sin (10 6) 1 3 2(c 3 tan ) cos
r a exp tan b 2 cos
(10 1)
为了阻止这个楔体滑移，需要修筑相应的支护 结构。设用锚杆、钢支撑、喷混凝土等组合支 护，如图10-5所示。
图10-4
10-1剪切滑移破坏法
图10-5
10-1剪切滑移破坏法
喷混凝上的支护阻力可如下确定。设沿滑体给与喷层的水平推力 为 p ，面沿喷层剪切面的杭剪阻力为 T ，则 而
10-1剪切滑移破坏法
岩体产生剪切滑动的条件是：在通过最大主应力 1 和最小主应力 3 两点的摩尔应力圆与摩尔滑动包络线相切时发生(图10-4)。这时作用 于滑面上的正应力 n 和剪应力 n 分别等于切点B的坐标值。滑面 与 a1作用方向的夹角为 。若摩尔滑动包络线为一直线，则 为 / 4 / 2 。如图10-5 一定值。等于 所示，在陇道中心沿垂直线作 角的直线与隧 道表面交于点A,由此出发绘出与岩体的同心圆 成 角的曲线，即为隧道侧壁岩体的滑移面， 如以极坐标表示，该曲线的方程为：
10-1剪切滑移破坏法
钢支撑的支护阻力亦可根据同详方法求出，
2 st Fst (10 3) b sin s st、 st、Fst为钢材的剪切角、抗剪强度及每米隧道的钢材当量 式中， 面积。 st 一般采用450 。 锚杆所提供的支护阻力 pA 计算如下： 设锚杆间距为 e 和 t 则锚杆的平均径向支护阻力 p A 为： F (10 4) pA A A et A 为锚杆抗拉强度。 式中， FA 为锚杆断面积； p st
10-1剪切滑移破坏法
Rabcewicz指出过去一向是把挠曲破坏视为衬砌破坏的主要形态，实 际上发现剪切破坏才是崩溃的唯一方式。 1966年Rabcewicz进行的试验（图10-2）。 此次和其他类似的试验，剪切破坏前都没有出现最轻微的挠曲开裂。 国内的JL组试验也有类似的结果，这说明柔性支护破坏的主要形态是 剪切破坏。 应该指出，这种破坏还与岩体破坏的形态有关。 由于坑道开挖，岩体的破坏如图10-3所示。首先两侧壁的楔形岩块由 于剪切而分离，并向着空洞方向移动，之后，上部和下部岩体由于楔 形岩块的滑移，失去支承力造成空洞尺寸加大，使上下岩体向坑道内 挠曲，甚至移动。 依上所述，用剪切滑移法进行支护结构设计是按下述原则进行的: 1.坑道周围形成塑性滑移楔体，造成支护结构的剪切破坏； 2.支护结构与围岩粘结紧密，两者共同工作，形成无弯矩结构； 3.由锚杆、钢支撑、喷混凝土等所提供的支护阻力恰恰是与塑性滑移 楔体之滑移力达成一干衡时所需要的。
第十章 隧道支护体系的岩石力学计算方法
这种方法不再依靠任何一种荷载假定，而是依靠结构与岩体之间的相 互作用，在这类方法中目前得到应用的有: 1.特征曲线法(收敛－－约束法)； 2.剪切滑移破坏法; 3.数值分析法(有限元法)。
特征曲线法的实质是(图10-1）; 1.决定隧道衬砌的变形特征曲线; 2.决定岩体的变形特征曲线; 3.建立和求解隧道衬砌在岩体产生的荷载 作用下的变形和岩体在衬砌反作用的阻止下 变形之间的协调平衡，这可用分析法，也可 用图示法来进行，后者比较直观。
10-1剪切滑移破坏法
一般说，式中的 3 ，则是由各种支护结构分别提供的。 于是，由岩体和初次衬砌所提供的总支护阻力为： pa ps pst pA pw (10 7) 这个数值应满足下述不等式
pa ra min
10-2 特征曲线法
特征曲线法的基本原理是利用 岩体特征曲线和支护结构特征 曲线交会的办法来决定支护体 系的最佳平衡条件(图10-6)。
u uo u p
式中 u 架设支护结构经过长时 间后达到平衡时的位移; uo 支护结构参与工作前坑 道周边的初始位移; u p 支护结构在平衡压力尸 作用下的位移。
p 2Ts p 2 p sin d 0 2
b p a cos ps 2 s ds Ts sin s
因为
式中，s、 s、ds 为喷层的剪切角、抗剪强度及厚度。 故 2 s ds ps (10 2) b sin s o 通常令 s =30 、 s =0.43s 。
第十章 隧道支护体系的岩石力学计算方法
剪切滑移破坏法是以构造岩体破坏形态决定支护体系承载能力的，方 法极其简单。但这种简化不是从空洞的推理来取得的，而是通过对工 程破坏的考察及模型试验结果提出的，它在实践中获得较广泛的应用。 这个方法的实质是:通过试验认为支护结构的破坏很少是由于弯曲而造 成的，一般是由于侧壁的剪切破坏，然后按侧壁荷载和剪切破坏阻力 之间的平衡进行计算。 数值分析法对分析整个支护体系的稳定性具有理论的意义，它可以考 虑较多的初始条件和岩体及支护结构的特征，同时可以用电子计算机 进行计算，如无拉分析、粘弹性分析、三维的空间效应分析……等。 但这些分析都是在一定的前提下进行的，只有前提是正确的或者是可 以接受的，计算结果才可能是值得信赖的。此部分内容可参阅专门文 献。