围岩稳定的判断标准
铁路隧道围岩分级参考标准
铁路隧道围岩分级围岩级别围岩主要工程地质条件围岩开挖后的稳定状态(单线)围岩弹性纵波速度υp(km/s)主要工程地质特征结构特征和完整状态Ⅰ极硬岩(单轴饱和抗压强度R C>60MPa):受地质构造影响轻微,节理不发育,无软弱面(或夹层);层状岩层为巨厚层或厚层,层间结合良好,岩体完整呈巨块状整体结构围岩稳定,无坍塌,可能产生岩爆>4.5Ⅱ硬质岩(R C>30MPa):受地质构造影响较重,节理较发育,有少量软弱面(或夹层)和贯通微张节理但其产状及组合关系不致产生滑动;层状岩层为中厚层或厚层,层间结合一般,很少有分离现象,或为硬质岩石偶夹软质岩石呈巨块或大块状结构暴露时间长,可能会出现局部小坍塌;侧壁稳定,层间结合差的平缓岩层,顶板易塌落4.5~3.5Ⅲ硬质岩(R C>30MPa):受地质构造影响严重,节理发育,有层状软弱面(或夹层)但其产状及组合关系不致产生滑动;层状岩层为薄层或中厚层,层间结合差,多有分离现象,硬质、软质岩石互层呈块(石)碎(石)状镶嵌结构拱部无支护时可能产生小坍塌;侧壁基本稳定,爆破震动过大易塌2.5~4.0较软岩(R C=15~30MPa):受地质构造影响较重,节理较发育,层状岩层为薄层、中厚层、厚层,层间结合一般呈大块状结构Ⅳ硬质岩(R C>30MPa):受地质构造影响极严重,节理很发育,层状软弱面(或夹层)已基本破坏呈碎石状压碎结构拱部无支护时可能产生较大坍塌;侧壁有时失去稳定1.5~3.0软质岩(R C≈5~30MPa):受地质构造影响严重,节理发育呈块(石)碎(石)状镶嵌结构土体:1.具压密或成岩作用的黏性土、粉土及砂类土;2.黄土(Q1、Q2);3.一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块石土1和2呈大块状压密结构,3呈巨块状整体结构Ⅴ岩体: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)呈角砾碎石状松散结构围岩易坍塌,处理不当会出现大坍塌,侧壁经常小坍塌;浅埋时易出现地表下沉(陷)或塌至地表1.5~3.0土体:一般第四系坚硬、硬塑黏性土,稍密及以上、稍湿或潮湿的碎石土、卵石土、圆砾土、角砾土、粉土及黄土(Q3、Q4)非黏性土呈松散结构,黏性土及黄土呈松软结构Ⅵ岩体:受构造影响严重呈破碎、角砾及粉末、泥土状的断层带黏性土呈易蠕动的松软结构,砂性土呈潮湿松散结构围岩极易易坍塌变形,有水时土砂常与水一起涌出;浅埋时易塌至地表或塌至地表<1.0(饱和状态的土<1.5)土体:软塑状黏性土,饱和的粉土、砂类土等注:1表中“围岩级别”和“围岩主要工程地质条件”栏,不包括膨胀性围岩、多年冻土等特殊;2关于隧道围岩分级的基本因素和围岩基本分级及其修正,可按本规范附录A的方法确定。
隧道围岩级别划分和判定
隧道围岩级别划分与判定隧道围岩分级就是评定围岩性质、判断隧道围岩稳定性,作为选择隧道位置、支护类型的依据和指导安全施工。
1 国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范》围岩分级1.1围岩分级围岩级别的划分应根据岩石坚硬性岩体完整性结构面特征地下水和地应力状况等因素综合确定并应符合表1.1规定。
注1 围岩按定性分级与定量指标分级有差别时一般应以低者为准。
2 本表声波指标以孔测法测试值为准如果用其他方法测试时可通过对比试验进行换算。
3 层状岩体按单层厚度可划分为厚层大于0 .5m中厚层0 .1~0 .5m薄层小于0 .1m4 一般条件下确定围岩级别时应以岩石单轴湿饱和抗压强度为准当洞跨小于5m,服务年限小于10 年的工程确定围岩级别时可采用点荷载强度指标代替岩块单轴饱和抗压强度指标可不做岩体声波指标测试5 测定岩石强度做单轴抗压强度测定后可不做点荷载强度测定。
3公路隧道围岩分级3.1公路隧道围岩分级围岩级别可根据调查、勘探、试验等资料、岩石隧道的围岩定性特征、围岩基本质量指标(BQ)或修正的围岩质量指标[BQ]值、土体隧道中的土体类型、密实状态等定性特征,按表3.1确定。
当根据岩体基本质量定性划分与(BQ)值确定的级别不一致时,应重新审查定性特征和定量指标计算参数的可靠性,并对它们重新观察、测试。
在工程可行性研究和初勘阶段,可采用定性划分的方法或工程类比方法进行围岩级别划分。
注:本表不适用于特殊条件的围岩分级,如膨胀性围岩、多年冻土等。
3.2围岩分级的主要因素公路隧道围岩分级的综合评判方法采用两步分级,并按以下顺序进行: (1)根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标(BQ),综合进行初步分级。
(2)对围岩进行详细定级时,应在岩体基本质量分级基础上,考虑修正因素的影响修正岩体基本质量指标值。
(3)按修正后的岩体基本质量指标[BQ],结合岩体的定性特征综合评判,确定围岩的详细分级。
围岩判定标准
围岩判定标准围岩判定可是个相当重要的事儿啊!就好比你要去了解一个新朋友,得知道他是个啥脾气性格一样。
咱先说说这围岩的稳定性吧。
围岩要是稳定,就跟个老实可靠的朋友似的,让人放心。
要是不稳定呢,那就像个调皮捣蛋的家伙,时不时给你找点小麻烦。
你说要是在地下挖个洞,这围岩摇摇晃晃的,那多吓人呀!再看看围岩的强度,这就好比人的力气大小。
强度高的围岩,就像大力士,能扛得住很多压力;而强度低的围岩呢,可能稍微来点压力就吃不消啦。
你想想,要是盖房子,那地基得结实吧,这围岩也是一样的道理呀。
还有围岩的完整性呢。
完整的围岩就像一块完整的蛋糕,没啥大毛病;可要是破碎得厉害,那可就像摔碎的蛋糕一样,到处都是问题。
这在工程里可不能马虎,不然说不定啥时候就出问题啦。
那怎么判断围岩好不好呢?这可得有点经验和技巧啦。
可以看看岩石的颜色呀,不同颜色说不定就代表着不同的性质呢。
就像不同肤色的人可能有不同的性格特点一样。
再听听声音,敲一敲岩石,听听那声音清脆不清脆,清脆的可能就比较好,沉闷的可能就有点问题啦。
再就是观察围岩的裂缝啦,这裂缝要是多了,那可就得小心咯。
就像一件衣服,如果破洞太多,那还能穿得安心吗?还有地下水的情况,要是围岩里老是湿漉漉的,那也不是个好现象呀。
你说这围岩判定是不是很重要?要是判断错了,那后果可不堪设想呀!就跟交朋友交错了一样,可能会给自己带来很多麻烦呢。
所以呀,咱们搞工程的人可得认真对待这个事儿,不能马虎大意。
总之,围岩判定可不是随随便便就能搞定的,得细心观察,认真分析。
只有这样,我们才能在地下工程中保证安全,顺利完成任务。
这可不是开玩笑的,大家可都得重视起来呀!原创不易,请尊重原创,谢谢!。
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。
隧道施工监测标准值与信息反馈
隧道施工监测标准值与信息反馈一、监控量测管理基准围岩稳定性应根据量测结果按下列指标进行综合判别:①最大位移;②位移变化速率;③位移速率变化趋势(加速度);④初期支护所受的应力、应变、压力。
1.根据最大位移判断实测最大位移值不应大于隧道的极限位移,并按表10-6进行管理。
为了确保围岩和初期支护变形不侵入二次衬砌空间,一般情况下,宜将隧道的设计预留变形量作为极限位移,进行控制。
同时设计预留变形量应根据监测结果不断修正。
表10-6 变形管理等级注:u0—实测位移值;un—最大允许位移值。
2.根据位移变化速率判断净空变化速率持续大于1.0 mm/d时,围岩处于急剧变形状态,应加强初期支护系统;净空变化速率持续在0.2~1.0mm/d时,应加强观察,做好加固围岩的准备;当净空变化速率小于0.2 mm/d时,围岩达到基本稳定,在高地应力、岩溶地层和挤压性围岩等不良地质中,应根据具体情况制订判断标准,防止结构突然失稳或破坏。
3.根据位移速率变化趋势来判断当围岩位移速率不断下降时(du2/d2t<0),围岩趋于稳定状态;当围岩位移速率保持不变时(du2/d2t=0),围岩不稳定,应加强支护;当围岩位移速率不断上升时(du2/d2t>0),围岩进入危险状态,必须立即停止掘进,采取措施。
4.根据初期支护所受的应力、应变、压力来判别初期支护承受的应力、应变、压力实测值与允许值之比大于或等于0.8时,围岩不稳定,应加强支护;初期支护承受的应力、应变、压力实测值与允许值之比小于0.8时,围岩处于稳定状态。
二、围岩稳定性判别准则根据位移(或净空变化)的量值或预计的最终位移值来判断围岩稳定性的标准:在隧道开挖过程中若发现监控量测的位移总量超过某一临界值,或者根据已测的位移预计最终位移值将超过某一临界值时,就意味着围岩不稳定,需要加强支护。
然而临界值的确定并不是一件容易的事,目前国内尚无统一的标准。
根据经验,各类围岩的隧道容许位移值参考表10-7。
隧道围岩稳定性评估方法总结
隧道围岩稳定性评估方法总结隧道是一种重要的交通工程,其可靠的围岩稳定性对于保证交通安全至关重要。
因此,对隧道围岩稳定性的评估方法进行总结和探讨,对于工程建设具有重要的意义。
首先,对于隧道围岩稳定性的评估,通常采用定性和定量的方法相结合。
定性评估方法主要通过观察围岩的岩性、构造、断裂等特征,综合判断围岩的稳定性状况。
定量评估方法则通过采集地质勘探、测量数据,结合计算模型和数值分析方法,进行隧道围岩的力学参数评估。
一种常用的定量评估方法是利用岩石力学参数的试验和测定结果,结合合理的力学模型,进行隧道围岩的稳定性分析。
在进行力学参数测定时,可以采用室内试验和原位试验两种方式。
室内试验主要通过对采集到的岩石样品进行试验,包括抗压强度试验、抗折强度试验、剪切强度试验等,从而获得岩石的力学参数。
原位试验则是在实际的工程现场进行,主要包括钻孔取样、切割试块、岩石钢索张力测量等方法,以获取更真实的围岩力学参数。
通过测定获得的力学参数,再结合适当的数值模型,可以进行隧道围岩稳定性的数值分析和仿真模拟,评估围岩的稳定性并预测可能产生的变形和破坏。
另一种常用的定量评估方法是基于地质信息和监测数据进行隧道围岩稳定性评估。
这一方法主要根据地质调查、地质剖面和地质构造等信息,结合隧道设计参数和现场监测数据,进行变形和破坏预测。
通过监测数据的分析与解读,可以了解隧道围岩的变形、位移、裂缝等情况,进一步评估围岩的稳定性。
同时,还可以根据监测数据的变化趋势,对围岩的稳定情况进行长期动态评估,为后续维护和管理提供科学依据。
隧道围岩稳定性评估方法还可以借鉴其他领域的研究成果。
例如,在岩石力学领域,研究人员通过综合实验和数值模拟,提出了一系列对围岩稳定性影响因素的评估指标和分析方法,如岩石强度指标、应力-应变特性指标等。
这些指标和方法可以应用于隧道围岩稳定性的评估中,为工程设计和施工提供更科学的依据。
此外,还可以借鉴土力学、地震工程等相关领域的研究成果,综合运用多学科的理论和方法,从不同角度对隧道围岩的稳定性进行评估和预测。
围岩稳定性评价总结
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(5)长引水隧洞的水力学问题研究
长引水隧洞水力过渡过程的试验研究;研究长引水 隧洞不衬砌或喷砼段减少糙率的措施;长引水隧洞 调压室的设计。
补充:洞室位址选择的地质论证
一、围岩稳定性分析 地 质 方 面 影 响 因 素 岩性-影响洞室稳定性最基本的因素 岩体结构-对岩体变形破坏起控制作用 天然应力状态-取决于垂直洞轴的水平应力 σH、天然应力比系数λ 地质构造-关注断层破碎带、裂隙密集带、 褶皱轴部 水文地质条件-影响围岩应力状态及围岩强度
建筑物特性--
施工方法--
调整与再分配。
支护方法— 临时支护、永久性支护;半衬、全衬。
影响—围岩中的应力重分布→变形→围压稳定性。
二、洞室位址选择论证
按工程特点与设计要求,考虑岩性、构造、地
形、水文等因素综合评判。
无需衬砌 自稳性好 易施工
选择稳定性好的岩体→
1、地形-
洞口-山体厚、施工条件好,岩坡 陡壁;避开地表径流;避开可能滑 动的坡体;避开断层破碎带。
第四章 地下工程
4.6 围岩稳定性评价
第四章 地下工程
第1节
概述
第2 节
第3节 第4节 第5节 第6节 第7节
围岩应力分布
围岩变形破坏 围岩分类 围岩压力 围岩稳定性评价 地下工程超前预报
第6节
围岩稳定性评价
围岩稳定性是地下建筑工程研究的核心 一般采用定性与定量结合的方法进行。
2、岩体结构⑴ 岩体性状-
对岩体变形破坏起控制作用。
松散结构及碎裂结构岩体稳定性最差;薄层状岩体次之; 厚层状岩体稳定性最好
岩石围岩等级划分标准
岩石围岩等级划分标准一、岩石质量指标(RQD)岩石质量指标(RQD)是评估岩石质量的一个重要指标,它表示在直径为10cm的圆孔内的岩芯中,不小于10cm长的岩样所占的长度之和与该圆孔内岩芯总长度的比值。
RQD值越高,表示岩石质量越好。
一般而言,RQD值在75%以上为优质岩石,50%~75%为良好岩石,25%~50%为较差岩石,25%以下为劣质岩石。
二、岩体完整性指数(Kv)岩体完整性指数(Kv)是评估岩体完整性的一个指标,它表示岩体中完整岩石截面积与该处岩体总面积的比值。
Kv值越高,表示岩体完整性越好。
一般而言,Kv值在0.7以上为完整岩体,0.5~0.7为较完整岩体,0.3~0.5为较破碎岩体,0.3以下为破碎岩体。
三、单轴抗压强度(Rc)单轴抗压强度(Rc)是岩石在单向压力作用下的最大抗压强度,是评估岩石强度的一个重要指标。
Rc值越高,表示岩石的抗压强度越好。
一般而言,Rc在20MPa以上为坚硬岩石,10~20MPa为中等坚硬岩石,5~10MPa为软质岩石,5MPa以下为极软质岩石。
四、地下水条件地下水条件对岩石的稳定性和质量有很大的影响。
根据地下水的类型、流量、压力等因素,可以将地下水条件分为以下几种类型:1. 干燥型:无地下水或地下水流量很小,对岩石稳定性影响较小。
2. 缓流型:地下水流量适中,对岩石稳定性有一定影响,但影响程度较轻。
3. 急流型:地下水流量较大,对岩石稳定性影响较大,可能造成岩体松动和破坏。
4. 水压型:地下水压力较大,对岩石稳定性影响很大,可能造成岩体破裂和突水。
五、围岩稳定性评价围岩稳定性评价是评估围岩在工程荷载下的稳定程度和安全性。
根据围岩的稳定性,可以分为以下几种类型:1. 稳定围岩:在工程荷载下,围岩无松动、无位移、无裂缝等现象。
2. 基本稳定围岩:在工程荷载下,围岩有轻微松动或位移,但不会对工程安全造成影响。
3. 不稳定围岩:在工程荷载下,围岩有明显的松动、位移或裂缝等现象,可能对工程安全造成威胁。
四类和五类围岩区分标准
四类和五类围岩区分标准
四类和五类围岩区分标准是指根据围岩的质量特征和岩体稳定
性等因素,将围岩分为四类和五类不同等级,以便在岩爆、冒顶等灾害预防工作中,采取不同的措施和技术来保障矿工的安全。
四类围岩指的是常规围岩,主要是基岩、岩石和煤体等,具有一定的强度和稳定性,不易发生岩爆、冒顶等事故。
五类围岩则是指易变形、易剥落的围岩,如粉煤、泥岩等,具有较差的稳定性,容易导致岩爆、冒顶等灾害。
四类和五类围岩的区分标准主要包括岩体结构、岩性、构造、赋存状态、裂纹等方面的特征,通过综合评价围岩的稳定性和危害程度,确定其围岩等级,以便制定相应的安全措施和技术方案,确保矿工的安全生产。
- 1 -。
围岩稳定性评价
2020/4/2
➢ 第6节 围岩稳定性评价
.相关链接.
❖ 深埋长隧洞
➢ 秦岭铁路隧道(长18.4km)已经贯通;南水 北调西线一期工程93. 8%的线路为隧洞;琼 州海峡隧道、台湾海峡隧道、秦岭终南山特 长公路隧道;
2020/4/2
.相关链接.
➢ (4)高地应力和高外水压力作用下岩体特性及隧洞 设计关键问题研究
◈ 研究高地应力和高外水压力作用下岩体变形和强度 特征;研究“双高”作用下围岩稳定性;围岩的流变 特性及其对衬砌后期的影响;岩体渗流参数反分析 ,渗流场分析及渗流应力场的分析;研究“双高”作 用下压力隧洞的支护设计。
⑶坚硬块状及厚层 状岩体-在多组软弱 结构面切割成不稳定 分离体部位;
⑵碎裂结构、 半坚硬结构岩;
⑷洞室中应力集中 部位-洞中岩柱、洞形 急剧变化部位。
2020/4/2
➢第6节 围岩稳定性评价 2、洞室易失稳部位-
破碎松散岩体、软弱岩体 坚硬块状岩不稳定分离体
洞室中应力集中部位
这些部位是洞室选择时应首先避开的部位。
.相关链接.
锦屏二级水电站地下厂房开挖最大跨度26.8m,边墙最大 高度75.1m,长度超过335m,埋深在400m以上,这几项 指标是地下厂房中罕见的,大埋深将给厂房洞群的设计和 施工带来一系列特殊的问题。
❖ 锦屏长隧洞和大型地下洞室主要技术难点为: ➢ (1)深埋长隧洞的地质勘探技术研究 ➢ (2)深埋长隧洞快速施工关键技术研究 ➢ (3)长隧洞信息化设计方法的研究 ➢ (4)高地应力和高外水压力作用下岩体特性及
➢问题: 1、围岩稳定性评价的思路、程序是什么? 2、定性评价主要考虑哪些方面? 3、定量评价有几种方法?各自的适用条件是 什么?
围岩地质特征
根据围岩地质特征,将围岩分为五类。
一、I类:稳定围岩岩石新鲜完整,受地质构造影响轻微、节理裂隙不发育或稍发育,多系闭合且延伸不长,没有或仅有宽度一般小于0.lm的软弱结构面。
结构面无不稳定组合,断层走向与洞线正交,地下水活动轻微,岩体呈块状整体结构或块状砌体结构。
二、Ⅱ类:基本稳定围岩岩石新鲜或微风化,受地质构造影响一般,节理裂隙稍发育或发育,有少数宽度不大于0.5~0.6m的软弱结构面,层间结合差,岩体呈块状砌体或层状砌体结构。
结构面组合基本稳定,仅局部有不稳定组合,断层等软弱结构面走向与洞线斜交或正交。
洞壁潮湿有渗水或滴水。
三、Ⅲ类:稳定性较差的围岩岩石微风化或弱风化,受地质构造影响严重,节理裂隙发育,部分张开且充泥,软弱结构面分布较多,宽度小于1.0m,岩体呈碎石状镶嵌结构。
结构面组合不利于围岩稳定的较多,断层等主要软弱结构面走向与洞线斜交或近平行。
地下水活动显著,沿结构面有渗水、滴水或线状涌水。
四、Ⅳ类:稳定性差的围岩围岩岩体状态同第Ⅲ类,但软弱结构面分布较多,宽度小于2.0m,节理裂隙局部极发育,岩体呈碎石状镶嵌结构,局部呈碎石状压碎结构。
结构面组合不利于围岩稳定,断层等软弱结构面走向与洞线近平行。
地下水活动显著,沿结构面有渗水、滴水或线状涌水。
五、Ⅴ类:极不稳定围岩强风化或全风化岩体,受地质构造影响严重,节理裂隙极发育,断层破碎带宽度大于2m,裂隙中多充泥。
岩体呈角砾、泥沙、岩屑状散体结构。
结构面呈零乱状不稳定组合,断层等主要软弱结构面走向与洞线近平行;或松散土层、砂层、滑坡堆积层及一些碎、卵石土等;挤压强烈的大断层带,裂隙杂乱,呈土夹石或石夹土状。
地下水活动强烈,有较大涌水量,常引起不断塌方。
隧道工程围岩稳定性评估
隧道工程围岩稳定性评估隧道工程是一种常见的地下工程形式,为确保工程的安全性和可靠性,围岩稳定性评估具有重要意义。
本文将介绍隧道工程围岩稳定性评估的一般原则、方法和应用。
一、围岩稳定性评估的原则围岩稳定性评估是指对围岩的力学性质和围岩与工程结构之间相互作用的研究,目的是评估围岩对隧道工程的稳定性产生的影响。
在进行围岩稳定性评估时,需要遵循以下原则:1. 目标明确:明确评估的目标和内容,确定评估的指标和标准。
2. 综合分析:结合实地调查、室内试验和数值模拟等多种手段,综合分析围岩的地质结构、物理性质和力学特性。
3. 系统评估:从整体到局部,逐个评估各个部分的稳定性,形成全面的评估结果。
4. 安全可靠:评估结果应该能够反映工程的实际情况,提出合理的建议和防治措施,确保工程的安全可靠。
二、围岩稳定性评估的方法围岩稳定性评估的方法多样,一般包括以下几个方面:1. 地质调查:通过对工程区域进行地质调查,了解围岩的地质构造、岩性特征、断裂带等情况,为后续的评估提供基础数据。
2. 室内试验:通过对采集的围岩样品进行室内试验,包括抗压强度试验、抗剪强度试验、抗拉强度试验等,获取围岩的力学性质参数。
3. 数值模拟:运用数值模拟软件对隧道的围岩进行三维建模,并采用合适的本构模型和力学参数,模拟围岩的受力和变形情况。
4. 监测和反馈:在施工过程中,通过实时监测围岩的变形和应力状态,及时调整工程措施,以确保围岩的稳定性。
三、围岩稳定性评估的应用围岩稳定性评估在隧道工程中具有广泛的应用,可以被用于以下几个方面:1. 隧道设计:通过围岩稳定性评估的结果,确定隧道的合理断面、支护结构和防治措施,为隧道的设计提供科学依据。
2. 施工控制:在施工阶段,通过监测和评估围岩的稳定性,及时调整施工方案,确保施工的安全和顺利进行。
3. 运维管理:在隧道投入使用后,通过定期监测和评估围岩的稳定性,及时采取维护和修复措施,确保隧道的长期运营安全。
围岩分级
❖ ❖
cw22.82Is0.5705
(3-4)
❖
实际上,与围岩稳定性直接有关的因素是岩体强度,但岩体强度一般
不容易直接测得,因此,在围岩分级中常引入岩体准抗压强度的概念,以
近似代替岩体强度。准抗压强度用岩体完整性系数KV与岩石单轴饱和抗压
强度σcw的乘积表示。岩体完整性系数除可按式 (3-2)确定外,从定性上 则可认为主要取决于岩体结构类型。因此,相同的岩石抗压强度相对于不 同岩体结构类型,其准抗压强度是不同的。目前,我国围岩分级中,也有 采用岩体准抗压强度作为分级指标,考虑到岩体完整性系数与岩体结构类 型相应,多数围岩分级也采用岩体结构类型与岩石单轴抗压强度的不同组 合来划分围岩类别。
第三章 围岩分级(类)及稳定性评价
3.1 概 述
围岩是指开挖地下空间后其周围产生应力重分布范围内的岩 土体,或指开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩土体。隧道 围岩的状态特征是各种各样的,如从松散软弱的土层到坚硬的 岩石地层,从完整的岩体到相当破碎的断层破碎带和强烈风化 岩体,又由于地下水及地应力的状况不同,都会因在其中开挖 出空间而表现出不同的稳定性。
❖ 3.2.2工程因素
❖ 1.地下空间的尺寸与形状 ❖ 2.隧道的埋深 ❖ 3.施工开挖及爆破方法 ❖ 4.支护结构及时间 ❖ 5.超挖回填
❖ 3.3国外围岩分级的研究发展
❖ 围岩分级(类),以及在此基础上对各类围岩的成洞条 件、开挖、支护要求作出评价,作为设计和施工的依据是国 外在20世纪40年代就很通用的方法。但是随着对岩体力学特 性认识的深入以及地下工程经验的积累和地下工程技术的发 展,围岩分级的原则和分级系统在不断的改进和完善。70年 代中期有很大进展,几种新的分类(如Q、RSR、RMR系统) 综合考虑了对岩体稳定性的影响因素,和岩体力学特性参数 有比较密切的结合,并与设计、施工有紧密的联系。这些分 类代表了新的发展方向,即岩体分类中的质量评价。
第六节 地下洞室围岩应力分布和稳定性判别
第六节地下洞室围岩应力分布和稳定性判别
一、岩石受破坏规律和强度特性
初始围岩应力:自重引起或者地质构造运动引起
二、岩石的初始应力场—海姆假定
在岩体深处的初始垂直应力(由自重引起的)与其上覆盖的岩体重量成正比,而水平应力与垂直应力几乎相等。
自重产生的初始地应力:视岩体为表面水平的半无限体,无地质构造作用,则深度Z处由自重产生的垂直应力为:
式中,为岩石的容重。
都是主应力,且无侧向(水平向)变形:
式中, M —静止侧压力系数或泊松系数.
初始地应力的现场量测方法:应力解除法,应力恢复法.
三、地下洞室围岩应力的弹性理论
圆形洞室围岩应力的分布:开挖洞室的影响在3倍洞高之内。
判断围岩的稳定性:
(1)弹性理论: r<0, 出现拉应力, 洞顶不稳定, 需进行衬砌;
(2) 自然平衡拱理论
(3) 经验方法:围岩分类法(将岩石分为五类)。
围岩基本质量指标
围岩基本质量指标隧道工程建设中,围岩作为洞身的自然保护层,对隧道的安全稳定发挥着至关重要的作用。
而围岩的质量也直接影响着整个隧道的施工质量和使用寿命,因此对围岩质量的评定和判断具有重要的意义。
本文将主要介绍围岩的基本质量指标及其评估方法。
1. 围岩分类首先,在讨论围岩的质量指标前,需要先对围岩进行分类。
根据围岩的岩性及断裂构造情况,围岩可分为岩体围岩、脆性断裂围岩、节理围岩、多重断层围岩等。
对于不同类型的围岩,其质量指标及其评估方法也有所不同。
2. 围岩质量指标围岩的质量指标主要包括以下几个方面:2.1 岩石的力学性质岩石的力学性质是评定围岩质量的最基本指标。
主要包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、弹性模量和泊松比等。
抗压强度是最重要的围岩指标之一,对于开挖隧道来说,其值应该远大于隧道稳定所需的支撑力。
其他的力学性质也都应该满足隧道建设和使用的需要,否则将会造成安全隐患。
2.2 岩体的稳定性岩体的稳定性包括整体稳定性和局部稳定性,主要评估指标包括岩体块度、结构面生成的数量、长度、间距、倾向及倾角、隙缝宽度、连通性和岩体的地质构造等。
岩体稳定性是围岩质量指标中十分重要的一项,主要判断依据是岩体内部的构造和裂隙度,以及与周围岩石比较时是否存在不平衡。
2.3 岩体的透水性岩体的透水性直接影响着隧道工程的安全和稳定。
评估岩体透水性时,可以通过渗透压力试验和水力参数试验来判断,也可以利用现场浸润试验等方法进行初步判断。
因为透水性主要考虑的是岩体的渗流特性,因此一些具有特殊组成的围岩,如砂岩和石灰岩,其透水性也相应地会有不同。
2.4 岩石的侵蚀和风化性岩体的侵蚀和风化性是判断围岩抗风化能力的主要指标。
对于岩石,通常表现出五种主要破坏形式,分别为凝聚性破坏、节理破坏、间隙破坏、侵蚀破坏以及化学侵蚀破坏。
围岩抗风化能力强的岩体,其具有耐用性强、保护性好、坚固性好等优点。
3. 围岩评估方法围岩的评估方法主要包括现场测试和实验室测试两种。
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。
隧道围岩稳定性判别方法研究
隧道围岩稳定性判别方法研究作者:张磊来源:《建筑工程技术与设计》2014年第30期1.概述隧道施工开挖就是在岩体中形成一个自由变形的空间,由于开挖导致原本处于挤压状态的稳定的围岩,解除了束缚力从而发生向洞内变形。
当这种松胀变形的程度超过了围岩本身承受能力,围岩就发生失稳破坏。
隧道开挖后,在地下形成的自由空间,原来处于挤压状态的围岩,由于解除了束缚而向隧道间松胀变形,这种变形大小超过了围岩本身的承受能力,便发生破坏[1]。
康红谱于1995年提出了隧道关键承载圈的概念[2]。
稳定性状态主要体现在围岩的变形速率逐渐稳定或者趋于零,相反,失稳状态主要表现在围岩变形速率突然递增,并超出极限位移量。
2隧道围岩稳定性判定方法在隧道施工中,主要根据容许极限位移量、位移变化率、位移加速度和变形速率比值判别这四种方法进行围岩稳定性判断[3][4]。
1)容许极限位移量的确定及失稳判别2)容许位移速率和基于加速度的围岩稳定性判据隧道容许位移速率指的是在确保围岩不产生有害松动的条件下,隧道壁面间水平位移速度的最大容许值。
这一值和隧道的岩体条件、隧道埋深开挖断面的尺寸等因素有直接的关系。
对于容许位移速率,目前尚无统一规定,一般根据经验选定。
3)变形速率比值判别法隧道施工中,预设计的初期支护全部施加后的围岩变形速率V与本断面实测围岩变形速率最大值U的比值,应不大于典型工程监控量测统计得出的阀值[5]。
3工程应用本文对于某隧道的稳定性研究主要基于最大容许位移量判别法,在预测和拟合容许极限位移量时,采用了回归分析法和BP神经网络模型,并引进位移敏感率的概念来改进单一的位移变化量。
以下选取本隧道典型断面A进行分析。
1)回归分析判定最大位移量依据最大位移值和位移速率进行隧道围岩稳定性判别是隧道围岩稳定性判别中最常用的判别方法。
根据规范规定,选用相应的函数对监控量测中的净空收敛数据进行回归分析处理,然后依据结果选择精度最高的作为回归函数,做出曲线图,以此推测最大位移值和位移速率。
围岩基本质量指标bq
围岩基本质量指标bq
强度指标是围岩基本质量指标的重要方面之一、通过对围岩的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等进行测量,可以判断围岩的破坏性质和承载力。
同时,强度指标也可以用于评估岩体的稳定性,确定开采过程中需要采取
的支护措施。
围岩的变形特征也是围岩基本质量指标的关键部分。
变形特征主要包
括围岩的应变能力、变形模量、抗变形性能等。
这些指标可以帮助确定开
采过程中岩体的变形和位移情况,进而选取合适的岩体支护措施,防止岩
体的不稳定和破坏。
此外,围岩的物理性质也是围岩基本质量指标的重要组成部分之一、
物理性质包括围岩的密度、孔隙率、水分含量等。
围岩的物理性质可以用
来评价岩体的坚硬程度和透水性能,从而确定合适的开采方法和水防措施。
围岩的岩性特征也是围岩基本质量指标的重要内容。
不同岩性的围岩
具有不同的力学性质和物理性能,因此需要对围岩岩性进行准确的判断和
描述。
岩性特征包括围岩的岩石类型、岩石结构、韧性等。
这些特征可以
为开采和工程设计提供准确的基础数据。
在围岩基本质量指标评价中,还应考虑围岩的稳定性和耐久性。
通过
对围岩的稳定性和耐久性进行评估,可以确定围岩在长期开采和使用过程
中的可靠性和安全性。
总之,围岩基本质量指标是对围岩质量进行评估的一些关键指标,其
中包括围岩的强度、变形特征、物理性质、岩性特征、稳定性和耐久性等
方面。
这些指标对于岩体的开采和工程设计具有重要的指导意义,可以有
效地提高工程的安全性和可靠性。
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围岩稳定的判断标准
对于报警的量值标准,在参照我国《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009)的基础上,应该根据具体的围岩类别,监测曲线的变化趋势等综合分析的基础上予以判定,对监测曲线进行分析时,结合围岩特性,定量区分出围岩的容许变形,减少测量误差,提高监测质量。
现可将隧道边坡测点沉降分为5个安全等级,详细见下表:
注:1、软岩变化速率比较大,可以适当降低报警等级;
2、隧道经过断层破碎带、溶洞段、富水段,需要适当提高报警等级,加强监测力度;
3、当出现下列情况时,也应当采取V级报警等级,如:毛洞局部块石坍塌或层状劈裂;喷射混凝土大量开裂、剥落和掉块;钢拱架扭曲变形;出现喀斯特溶洞;隧道内瓦斯超标等等。