围岩稳定性评价
6.8 围岩稳定性分析与评价
1 围岩应力因素
包括初始地应力状态及洞室剖面形状和尺寸，其中：
天然地应力状态受自然地质因素控制又与人类工程活动有关；
洞室形状则主要是由人类工和脆性围岩。
3
应力+强度因素
主要为地下水的赋存活动条件。
地下水的赋存活动条件
减小结构面的有效应力 减小结构面的抗滑稳定性 降低岩体本身的强度
结构体的部位。
局部块体稳定性
定 量 评 价
围岩整体稳定性
矢量分析法 图解法（实体比例投影法） 数学解析法
解析分析法 数值模拟
赤平投影+实体比例投影
图解法
几何学分析
通过平面方程与曲面方面联立求解，获得局部块体的几何学参数
拱顶块体分解为平面四 面体和曲面楔形体
分解为平面四面体和曲面 五面体
分解为平面五面体 和曲面四面体
运动几何学
通过建模技术，利用有限元、离散元、有限差分等数值计算方法，获取应力、位移及破 坏区分布，对围岩整体稳定状况进行评价。
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地下水活动是围岩 失稳的重要因素
破坏失稳主要是由于围岩的强度显著降低，不稳定的标志也比较明显。 工程实践表明，一般隧洞围岩失稳或破坏通常发在以下部位：
破碎松散岩石或软弱塑性岩石分布区。包括岩体风化、构造破碎带及风化快、强度
1
低、易软化、膨胀或崩解的粘土质
2 碎裂结构岩体及半坚硬的薄层状结构岩体分布区; 3 坚硬块体状及厚层状岩体中。几组软弱结构面切割、能于洞顶或边墙上构成不稳定
巷道围岩稳定性及控制技术
③ 增加围岩强度可以显著减小巷道围岩的位移
综合考虑可靠性、经济性和使用方便。
三、用工字钢、U型钢、废钢轨等各种钢材加工的支架)
锚杆及其与其他形式组合的联合支护(包括锚梁、锚网、锚喷，锚注等)
① 1945~1950年，机械式锚杆研究与应用；
（四）、巷道支护理论学说
悬吊理论 锚 杆 传统学说 组合梁理论 组合拱理论 围岩强度强化理论 刚性梁理论 近代学说 锚固平衡拱理论 最大水平应力理论
支
护 理 论
巷道围岩稳定性及控制技术
二、巷道围岩稳定性评价
（一）、巷道围岩稳定性影响因素分析及分类指标
对于煤层巷道而言，采动影响主要有两个方面，即本区段的采动影响 和相邻区段的残余采动影响。
① 本区段的采动影响：指因本
区段工作面回采引起的超前支 承压力的影响。在工作面的正 常推进过程中，由于采煤工作 面的大面积回采，工作面前方 煤体上形成了很大的超前支承 压力作用，这个超前支承压力 的影响是煤层巷道在整个服务 期间内围岩变形和破坏的主要 原因。
沿工作面推进方向的超前支承压力分布示意图
二、巷道围岩稳定性评价
（一）、巷道围岩稳定性影响因素分析及分类指标确定
超前支承压力的分布与工作面老顶运动状态密切相关，井下实测资料 表明，直接顶厚度与采高的比值 N可以反映老顶的来压强度，即在同样的 老顶条件下，N值越大，老顶来压强度越小；反之，老顶来压强度就越大。 因此，可以利用N来反映本区段超前支承压力的影响。
⑥ 1990~2000年，以螺纹钢锚杆为代表的锚杆加之长锚索得到了广泛应用；
⑦ 2000~至今，以高强、高预应力锚杆及锚索得到了广泛应用。
钢筋(或型钢)混凝土支架 少量的不支护巷道
三、巷道支护机理
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。
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。
围岩稳定分析报告
围岩稳定分析报告1. 简介本报告旨在对围岩的稳定性进行分析，并提供相应的结论和建议。
围岩稳定性是指在地下工程中，岩石围岩对工程构筑物的围护保护作用以及与构筑物之间的相互作用的能力。
通过稳定性分析，可以评估围岩的承载能力以及对工程的影响，从而采取相应的措施来保障工程的顺利进行和安全性。
2. 稳定性分析方法稳定性分析一般采用以下方法之一：2.1. 解析法解析法是根据已知的围岩力学参数、构筑物和围岩之间的相互作用关系，通过解析求解的方法进行稳定性分析。
这种方法适用于简单的围岩结构或具有平面对称性的围岩结构。
2.2. 数值模拟法数值模拟法是通过构建围岩的数学模型，并采用数值计算方法来求解，得到围岩的应力和位移分布，进而分析围岩的稳定性。
这种方法适用于复杂的围岩结构或对细节精确控制要求高的工程。
2.3. 经验判断法经验判断法是基于工程经验和相似工程的成功案例，通过专家评估和经验公式来进行分析和判断。
这种方法适用于缺乏必要数据和条件的情况下，对围岩稳定性进行初步评估。
3. 稳定性参数在进行围岩稳定性分析时，需要考虑以下稳定性参数：3.1. 强度参数强度参数是指围岩的抗剪强度和抗压强度。
常用的强度参数包括岩石的内聚力、内摩擦角、岩石的抗压强度等。
3.2. 应力参数应力参数是指围岩受到的外部荷载所施加的应力。
常用的应力参数包括围岩的自重应力、地震应力、水压力等。
3.3. 结构参数结构参数是指工程构筑物与围岩之间的相互作用关系。
常用的结构参数包括工程构筑物的形状、尺寸、刚度等。
4. 稳定性分析结果根据前述的稳定性分析方法和参数，对围岩的稳定性进行分析，并得出如下结论：1.围岩的强度参数满足工程要求，具备足够的抗剪强度和抗压强度；2.围岩受到的应力参数处于可接受范围内，不会对围岩的稳定性产生显著影响；3.结构参数与围岩之间的相互作用关系良好，工程构筑物得到了有效的围护和保护。
5. 建议基于对围岩稳定性的分析结果，提出以下建议：1.对围岩进行监测和控制，及时发现并处理围岩变形和裂隙等问题；2.对围岩进行加固和强化，提高其抗剪强度和抗压强度；3.在设计工程构筑物时，充分考虑围岩的稳定性要求，采取相应的支护措施和增强措施。
隧道围岩的稳定性分析与评价
隧道围岩的稳定性分析与评价隧道是现代交通建设中不可或缺的一部分，而隧道的稳定性对于交通运输的安全性和效率起着至关重要的作用。
因此，对隧道围岩的稳定性进行分析与评价显得至关重要。
本文将从不同的角度对隧道围岩的稳定性进行探讨。
首先，我们需要了解隧道围岩的特点。
隧道围岩是指隧道开挖时所遇到的周围岩石或土层，其特点主要包括力学性质和岩层结构。
力学性质包括岩石的强度、变形特性和破坏模式，而岩层结构则主要涉及岩层的纵向和横向切割裂缝、节理等。
了解这些特点可以为后续的稳定性分析提供基础。
其次，隧道围岩的稳定性分析可采用多种方法。
其中一种常用的方法是数值模拟，通过使用计算机程序模拟隧道开挖过程中的围岩响应，进而评估其稳定性。
这种方法可以考虑多种因素，如地下水位、地应力分布、围岩强度等，从而较为准确地预测隧道的稳定性。
另外，实验模型也是评价隧道围岩稳定性的重要手段。
通过在实验室中制作隧道围岩模型，并施加不同的荷载，可以观察和测量模型的变形和破坏情况，从而获得对真实工程的参考和指导。
接下来，我们需要关注隧道围岩稳定性评价的指标。
常用的评价指标包括围岩的变形和破坏程度、岩体的开挖后裂隙扩展情况以及周围环境对隧道围岩稳定性的影响等。
这些指标可以通过观测和记录岩体的位移、应力、应变、岩石裂隙的发育情况以及地下水位的变化等来评价。
此外，也可以通过进行各种力学实验获得更准确的参数值，从而提高评价的可靠性和准确性。
最后，我们需要考虑隧道围岩的稳定性评价的应用。
首先，对于已经建成的隧道，在设备和材料条件允许的情况下，可以通过监测围岩的稳定性指标，及时发现问题并采取措施进行修复和加固，以确保隧道的安全使用。
其次，对于正在建设中的隧道，稳定性评价可以帮助设计者选择合适的支护措施和参数，并为施工过程中的安全措施提供依据。
最后，对于规划中的隧道项目，稳定性评价可以帮助决策者选择合适的线路，避免潜在的围岩稳定性问题。
综上所述，隧道围岩的稳定性分析与评价对于交通运输的安全和效率至关重要。
211219472_缓倾岩层地下厂房洞室围岩稳定性评价——以某抽水蓄能电站地下厂房为例
行了预测分析[11-12],同时对地下厂房施工加固对策进行了探讨[13-15]㊂目前研究多针对局部结构面组合形成不稳定块体进行稳定性研究,而本次研究区整体岩层缓倾,与不同产状的结构面相互组合形成不稳定块体的分布范围更加广泛,不同位置的破坏结构㊁破坏形式更加多样,块体构成及破坏具有一定的特殊性㊂本文从抽水蓄能工程区地下厂房基本地质条件入手,分析结构面组合形式及分布情况,通过数值模拟分析洞室围岩整体稳定性,同时分析各结构面组合形成不稳定块体的组合形态,破坏模式及分布位置,为工程围岩等级划分及后期工程支护提供理论支持,为同类工程地下厂房层状岩体稳定性评价提供借鉴思路㊂1 厂房区岩体及结构面发育特征厂房内岩性以二叠系砂岩为主,岩石具细粒㊁中粗粒砂状结构,块状构造填隙物主要为少量杂基和胶结物,胶结物主要为铁泥质,支撑类型为颗粒支撑类型,胶结类型为接触式胶结㊂局部可见泥质砂岩为变余泥状结构,板状构造,含碎屑泥质,岩石具变余泥状结构㊁板状构造㊂据统计,岩层整体走向NNW 向,倾角较缓,岩层产状一般NW290°~330°SW∠10°~25°㊂工程区断层不发育,勘探偶见规模较小断层,发育间距数百米,宽度10~60cm 不等,多分布于强㊁弱风化带,呈陡倾角分布㊂工程区结构面主要以裂隙为主,通过对工程区㊁厂房区揭露的结构面统计分析结果显示(见图1),结构面主要由3组:产状以层面裂隙最为发育,产状为NW290°~330°SW ∠10°~25°,数量多㊁规模大㊁展布广,并切割其他裂隙;另外发育两组共轭陡倾角裂隙,分别为NW290°~330°SW∠80°~85°以及NE40°~60°SE(NW)∠69°~75°,结构面倾角陡峭,在岩体中与其他结构面相互组合,造成块体失稳和破坏㊂图1 结构面分布特征 从结构面发育情况来看,结构面迹长均以1~3m 最多,并且绝大多数在20m 以内,同时层面裂隙或者缓倾裂隙都要比陡倾裂隙的迹长更长,分布区间更广,而陡倾裂隙的迹长分布较集中㊂结构面形态以平直状结构面为主,其次为起伏和弯曲状,不发育台阶状结构面;结构面表面多呈光滑状态,粗糙状态较少;结构面主要为无充填结构面,其次为软弱夹层,少数结构面充填石英和泥质物㊂2 地下厂房围岩分类及处理建议平硐㊁钻孔揭示,在厂房边墙部位,中厚层状岩体较完整,洞室局部稳定差,以Ⅲ1类围岩为主,互层状岩体完整性较差~较破碎,洞室不稳定~稳定性差,以Ⅲ2类围岩为主,断层及其影响带附近多为碎裂㊁碎块状,岩体较破碎,洞室不稳定,以Ⅳ类围岩为主㊂与陡倾㊁中倾角岩层相比,缓倾结构面在厂房内空间延展性更强,尤其在厂房顶拱部位,受缓倾结构面影响,开挖时极易产生顶拱塌落,围岩不稳定,围岩分类应降级考虑,各洞室围岩分类如图2所示㊂厂房顶拱部位岩体较完整,局部有陡倾结构面穿过,陡倾结构面对顶拱稳定影响较小㊂由于厂房区围岩层面缓倾,在层面作用下顶拱易产生塌落,同时层面与陡倾结构面相互切割作用下,顶拱易产生块体楔形破坏,顶拱部位围岩岩体不稳定,以Ⅳ类围岩为主,建议加强支护并及时排查㊁清除加固处理㊂岩壁梁岩体无大的地质构造通过,节理总体不14西北水电㊃2023年㊃第2期===============================================发育,整体岩石较完整,总体基本稳定,受开挖爆破影响,易使局部层面裂隙㊁共轭陡倾裂隙相互切割部位岩体发生塌落,影响成型,需加固处理㊂主要优势结构面以层面为主,对边墙的影响较小,围岩整体稳定以Ⅲ1类围岩为主㊂局部NNW㊁NNE陡倾裂隙与层面裂隙组合在边墙局部有产生片状剥落破坏及块体楔形破坏的可能,为Ⅲ2类围岩㊂需及时进行加固处理,且边墙陡倾结构面位置多伴随地下水发育,边墙开挖后需及时支护处理㊂图2 各洞室围岩分类3 结构面组成对围岩块体稳定影响3.1 结构面组合及围岩岩体块体失稳模式与其他常见中陡倾角层状地层㊁及块状地层相比,研究区岩性以缓倾层状砂岩与泥岩互层为主,岩体内层间缓倾结构面发育,展布空间较大,开挖洞室内与临空面㊁切层结构面㊁共轭陡倾结构面相互交叉切割㊁组合并在洞壁上出露而形成相应的块体,可能发生滑落,塌落等失稳的现象㊂根据现场勘探平硐揭示,围岩在洞顶和洞壁的破坏模式不同,可将其归类为6类破坏模式(见图3),即洞壁块体掉落破坏㊁洞壁块体滑移-掉落破坏㊁洞壁块体层状剥离破坏㊁洞壁块体倾倒破坏㊁洞顶块体掉落模式以及洞顶层状剥离破坏㊂(1)洞壁岩体破坏模式在陡倾结构面组为洞壁围岩变形的主控结构面的情况下,洞左壁层状围岩上下端受固支,因此,由陡倾结构面切割而成的每一层岩层的受力模式为典型的压杆受力模型,其在重力作用下,压杆中部将向临空面发生内鼓和弯曲,进一步变形后在中部附近出现折断,折断处上部岩体表现为洞壁块体掉落破坏模式(见图3(a)),折断部位下部岩体表现为洞壁块体临空面倾倒(见图3(b))㊁洞壁层状剥离(见图3(c))的变形破坏模式㊂该破坏一般由最外侧围岩起始,逐步向内部围岩扩展,进而以周期破坏的模式出现,同时,当受力情况和岩体自身的性质达到一定条件时,多层围岩可同步向临空面发生弯曲-折断或倾倒破坏,此时各围岩层处于同一破坏周期㊂缓倾岩层结构面在陡倾结构面组主控条件下形成的压杆结构破坏过程中,起到提供优势折断裂隙以及加快压杆结构的破坏作用㊂同时,一点外层围岩压断破坏之后,缓倾层面的存在将使块体出现独立和连带掉落破坏现象,总之,其在围岩的破坏过程中起到加速和加剧作用㊂在陡倾结构面组和缓倾层面组为洞壁围岩变形的主控结构面的情况下,洞壁层状围岩上下端受固支,整体上同样为典型的压杆受力模型㊂缓倾层面将岩体切割成向临空面表现为顺层的结构,因此,层面的存在对洞壁围岩的变形破坏起到关键作用㊂不仅在围岩压杆破坏过程中起到加速和加剧作用,受两组或3组结构面切割,形成楔形块体,并沿下部缓倾结构面掉落的组合失稳模式,即洞壁块体滑移破坏模式(见图3(d))㊂(2)洞顶局部破坏模式对于洞顶,由于层状缓倾岩层在整个洞室展布范围较广,厂房开挖后,洞顶围岩块体的变形破坏由24李鹏,王启鸿.缓倾岩层地下厂房洞室围岩稳定性评价 以某抽水蓄能电站地下厂房为例===============================================岩层结构面组主控㊁近垂直发育的陡倾结构面组为辅控,即岩层面控制着洞顶围岩的塌落高度,而陡倾结构面控制着洞顶围岩破坏模式㊂图3 洞壁局部岩体破坏模式 在岩层层面结构面组为主控结构面的情况下,岩层仅受一端固支,为典型的倾斜悬臂梁,当其与周边岩层出现层离,发生弯曲-折断-掉落破坏后,周边岩层转化为围岩下一变形破坏周期的悬臂梁,洞顶层状围岩依次以此悬臂梁模式破坏,直至各岩层逐渐由悬臂梁变形破坏模式转化为典型的简支梁变形破坏模式㊂具体表现为洞顶部位局部薄层㊁互层状岩体分布段,洞顶围岩片状剥落,剥离破坏后形成 光面”,即 洞顶层状剥离破坏”模式(见图4(a)),该破坏模式在层状缓倾岩层中发育尤为广泛㊂层面组结构面控制着洞顶围岩的整体变形破坏模式为梁的力学模型,但除了层面主控结构面外,陡倾辅控结构面组的存在,让洞顶层状岩体在整体以梁的变形破坏模式的基础上进一步复杂和丰富化,使得洞顶岩层的变形破坏不再严格符合仅有层面条件下的由悬臂梁逐渐转变为简支梁的变形破坏周期规律㊂洞顶部位延伸较长的缓倾角裂隙㊁层面裂隙在共轭陡倾裂隙切割作用下形成 豆腐块”块状块体,重力作用下洞顶形成掉块现象,目前洞顶有块体掉落残留痕迹,即 洞顶块体掉落破坏”模式(见图4(b))㊂3.2 局部围岩岩体块体稳定性评价层面裂隙多为岩屑夹泥型,局部可见泥质岩体发育,抗剪断参数取值f′=0.40,C′=0.06MPa,洞室发育的两组陡倾结构面裂面新鲜㊁闭合,强度较高,强度参数采用f′=0.50,C′=0.10MPa㊂采用un⁃wedge 软件分析对应块体几何形态如图5所示㊂分析可知,延展较大的缓倾结构面与两组共轭陡倾结构面组合易出现不稳定块体,主要区域为拱顶及洞室左右边墙上部,块体重量有限,建议在洞室表面块体周界完全暴露之前做好支护工作㊂34西北水电㊃2023年㊃第2期===============================================图4 洞顶局部破坏模式图5 不稳定块体位置和形状示意图4 厂房应力应变调整4.1 开挖后洞室群围岩变形特征研究工程主副厂房开挖尺寸为76.5m×26.4m×58.5m(长×宽×高)㊂地下洞室群开挖后,各主要洞室洞壁处围岩变形特征如图6所示㊂由图6可知,洞室群围岩变形主要呈现为东西两壁变形大㊁南北两端变形小;其中东西两壁中间变形大㊁边缘变形小的分布规律㊂同时,相邻洞室之间将互相影响㊂主厂房上游壁与引水洞相交处㊁下游壁与母线洞相交处围岩变形均相对较大,在施工中应予以重视㊂开挖过程中围岩整体将表现出较好的自稳能力㊂4.2 开挖后洞室群围岩塑性区特征地下洞室群开挖后,围岩内部将会发生应力重分布和应力集中,导致洞室周边围岩沿切向应力增加而径向应力减小,导致洞室围岩破坏㊂尤其各洞室的洞顶拱墙交角㊁洞底墙脚交角㊁侧墙中部等易产生应力集中的区域,岩体可能发生强烈破坏㊂其中主厂房周边塑性圈较厚,围岩以剪切破坏为主,主厂房上游壁中部岩体为剪切和拉伸共同作用,主厂房底板与顶板区域均发生剪切破坏;主变室周边围岩塑性区厚度较小;尾调室周边围岩塑性区分布规律为顶拱周边存在部分岩体未进入塑性状态,上游㊁下游壁附近围岩塑性区㊁厚度均远小于开挖半径,开挖44李鹏,王启鸿.缓倾岩层地下厂房洞室围岩稳定性评价 以某抽水蓄能电站地下厂房为例===============================================后将呈现较好的自稳能力㊂图6 洞室群应变三维分布 此外受主厂房㊁主变室开挖的影响,主变搬运道周边围岩塑性圈也相对较大,靠近主厂房一侧围岩塑性圈厚度大于靠近主变室一侧塑性区厚度㊂同时,3条主变搬运道之间岩体也部分进入塑性状态㊂从塑性区三维分布特征(见图7)也可以得出工程区岩体破坏形式主要为剪切破坏,其中主厂房和尾调室侧壁的破坏模式主要为拉伸破坏和剪切破坏的共同作用,3条主变搬运道之间岩体进入塑性状态的区域较少㊂地下厂房区拱角㊁墙角受应力集中影响,可能存在破裂破坏,需及时采取支护措施或预防措施㊂图7 洞室群塑性区断面及三维分布特征5 结 论(1)厂房部位以二叠系中粒㊁细粒砂岩为主,偶见砂质泥岩岩层,厂房区岩层产状缓倾,结构面以层面裂隙㊁与层面展布方向相同及正交的两组共轭陡倾角裂隙组成㊂(2)建议在水平岩层地区地下厂房部位围岩分类按照厂房不同部位进行,相较于陡倾㊁中倾角产状岩体,缓倾层状岩体洞室在拱顶部位层面展布区域较广,顶拱部位易产生塌落,同时层面与陡倾结构面相互切割作用下,顶拱易产生块体楔形破坏,顶拱部位围岩岩体不稳定,以Ⅳ类围岩为主,建议加强支护并及时排查㊁清除加固处理㊂(3)洞室的临空面㊁岩层的层面及层间错动和其他结构面(切层断层㊁缓倾节理㊁陡倾节理)相互交叉切割㊁组合并在洞壁上出露而形成相应的块体㊂块体破坏模式主要有洞顶部位的块体掉落㊁层状剥离,洞壁部位的块体掉落㊁洞壁块体滑移-掉落㊁块体倾倒㊁块体层状剥离等6种;缓倾岩层主要破坏区域位于拱顶及洞室顺向侧边墙上部,建议在洞室表面块体周界完全暴露之前做好支护工作㊂(4)洞室开挖后围岩整体自稳能力较好,拱角㊁墙角等转折处易产生应力集中区域,可能发生强烈破坏,主厂房和尾调室侧壁的破坏模式主要为拉伸破坏和剪切破坏的共同作用,3条主变搬运道之间岩体进入塑性状态的区域较少㊂地下厂房区拱角㊁54西北水电㊃2023年㊃第2期===============================================墙角受应力集中影响,可能存在破裂破坏,需及时采取支护措施或预防措施㊂参考文献:[1] 刘锦华,吕祖珩.块体理论在工程岩体稳定分析中的应用[M].北京:水利电力出版社,1988.[2] 李攀峰.大型地下洞室群围岩稳定性工程地质研究 以黄河拉西瓦水电站地下厂房洞室群为例[D].成都:成都理工大学,2004.[3] 任爱武,伍法权,范永波,等.复杂地质条件下顶拱大型不稳定块体分析与预测[J].工程地质学报,2008,16(06):788-792.[4] 王家祥,叶圣生,周质荣,等.三峡地下电站主厂房顶拱块体模式及加固对策[J].人民长江,2007,38(09):63-68.[5] 陈剑平,卢波,王良奎,等.复杂不稳定块体的自动搜索及其失稳方式判断-基于随机不连续面三维网络模型[J].岩石力学与工程学报,2003,22(07):1126-1131.[6] 魏进兵,闵虹,邓建辉.龙滩水电站巨型地下洞室群稳定性分析[J].岩石力学与工程学报,2003,22(S1):2259-2263.[7] 金长宇,张春生,冯夏庭.错动带对超大型地下洞室群围岩稳定影响研究[J].岩土力学,2010,31(04):1283-1288.[8] AOzsan,H Basarr.Support capacity estimation of adiversion tunnel in weak rock [J].Engineering Geology,2003,68(3-4):319-331.[9] Santi PM.Field methods for characterizing weak rock for engineer⁃ing [J ].Environmental&Engineering Geosciences,2006,12(01):1-11.[10] 黄鹏,狄圣杰,刘静,等.大型地下洞室群施工期围岩力学参数多维动态反演及应用[J].西北水电,2022(05):138-144.[11] 王玉英,阎长虹,许宝田,等.某抽水蓄能电站地下洞室围岩岩体质量特征分析[J].工程地质学报,2009,170(01):76-80.[12] 李炎隆,贾巍,温立峰,等.抽水蓄能电站输水及地下洞室系统渗流场三维有限元分析[J].西北水电,2022(05):92-97.[13] 王家祥,叶圣生,周质荣,等.三峡地下电站主厂房顶拱块体模式及加固对策[J].人民长江,2007,38(09):63-65,68.[14] 胡夏嵩,赵法锁.论低地应力区地下洞室围岩稳定性合理支护时间的确定[J].工程地质学报,2004,12(S1):269-272.[15] 李敬昌.湿喷钢纤维混凝土在拉西瓦水电站大型地下洞室中的应用[J].西北水电,2005(03): 36-38. (上接第39页)三维点云配准重建技术,具有自主定位㊁无接触影像采集㊁输出毫米级精度彩色点云的功能,实现了地下空间工程的高精度探测㊂(2)RGBD+SLAM 技术将SLAM 领域的图像特征㊁优化㊁闭环检测㊁点云等技术融为一体,建模过程中,又在点云数据的基础上加入了环境的纹理信息算法,使建立的环境模型更加形象㊁真实㊂(3)将智能管涵探测机器人 RGBD +SLAM”技术应用在某压缩空气储能项目的试验洞探测中,获取了可靠的围岩三维实景模型,基于点云数据对断层进行了解译,并评估了隧洞的超欠挖情况㊂研究成果对于快速构建地下工程三维实景模型,实现洞室施工过程的智能化㊁可视化管理具有促进意义㊂参考文献:[1] 李军远,陈宏钧,张晓华,等.基于信息融合的管道机器人定位控制研究[J].控制与决策,2006,21(06):661-665.[2] 徐小云,颜国正,鄢波.一种新型管道检测机器人系统[J].上海交通大学学报,2004,38(08):1324-1327.[3] 吴璋,佃松宜,龚永铭,等.电缆管道巡检机器人远程测控系统的研究与实现[J].测控技术,2013,32(09):32-36.[4] 祝赫,田梦,郑洪标.基于物联网的管道检测机器人研究与应用[J].给水排水,2014(10):96-99.[5] 伍亮,周敏,罗波,等.基于三维激光扫描的暗涵检测技术应用研究[J].给水排水,2022,58(S2):441-446.[6] 王令文,程效军,万程辉.基于三维激光扫描技术的隧道检测技术研究[J].工程勘察,2013,41(07):53-57.[7] 李海波,杨兴国,赵伟,等.基于三维激光扫描的隧洞开挖衬砌质量检测技术及其工程应用[J].岩石力学与工程学报,2017,36(S1):3456-3463.[8] 钱海,马小军,包仁标,等.基于三维激光扫描和BIM 的构件缺陷检测技术[J].计算机测量与控制,2016,24(02):14-17.[9] 巨广红,申恩昌,薛有平,等.工程勘测新技术及工程应用[J].西北水电,2020(02):12-18.[10] 李晓斌,林志军,林志军,等.基于激光扫描和倾斜摄影技术的三维实景融合建模研究[J].激光杂志,2021,42(08):166-170.[11] 张广羚.面向未知三维场景重建系统的设计与实现[D].大连:大连理工大学,2018.[12] 李星宇,赫念学,魏英波,等.复杂环境倾斜摄影与实景三维建模技术应用[J].测绘通报,2021(S1):20-24.[13] 谭雅斯.基于RGB-D 相机的点云拼接三维重建研究与应用[D].贵阳:贵州大学,2017.[14] 孔李燕.基于RGB-D 的三维点云目标分割[D].青岛:中国石油大学,2018.[15] 周晓玉.基于图优化的移动机器人RGB -D 点云地图构建[D].秦皇岛:燕山大学,2018.[16] 张琦.移动机器人的路径规划与定位技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2014.[17] 贾浩.基于Cartographer 算法的SLAM 与导航机器人设计[D].济南:山东大学,2019.[18] 孙永泉,田红丽.视觉惯性SLAM 综述[J].计算机应用研究,2019(12):3530-3533.64李鹏,王启鸿.缓倾岩层地下厂房洞室围岩稳定性评价 以某抽水蓄能电站地下厂房为例===============================================文章编号:1006 2610(2023)02 0047 05黄土湿陷系数与物性指标的相关性分析潘登丽1,康尘云2(1.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,西安 710065;2.陕西铁道工程勘察有限公司,西安 710043)摘 要:为了探究湿陷系数与物性指标间的内在关系,在西安市南郊神禾塬采取270组土样进行室内试验,分析湿陷系数与12个物性指标的相关性,选取与湿陷系数具有高度相关关系的7个物性指标作为自变量,以平方根变换后的正态变量为因变量,采用逐步回归分析方法建立以天然密度㊁压缩系数㊁孔隙率㊁饱和度为自变量的最优回归模型,用同一场地的另外29组实测数据验证该预测模型的准确性㊂结果表明:该回归模型具有统计学意义,4个自变量对因变量的影响也均有统计学意义;湿陷系数实测值与预测值的决定系数等于0.930,二者得到的湿陷等级一致,说明该回归模型的预测精度较高㊂研究结果对于快速准确地预测黄土的湿陷系数具有一定的参考价值㊂关键词:湿陷性黄土;湿陷系数;相关分析;逐步回归;预测模型中图分类号:TU431 文献标志码:A DOI :10.3969/j.issn.1006-2610.2023.02.009Correlation Analysis of Loess Collapsibility Coefficient and Physical Property IndexPAN Dengli 1,KANG Chenyun 2(1.PowerChina Northwest Engineering Corporation.Ltd.,Xi'an 710065,China ;2.Shaanxi Railway Engineering Survey Corporation.Ltd.,Xi'an 710043,China )Abstract :To explore the inherent relationship between collapsibility coefficient and physical property indexes ,270groups of soil samples were taken from Shenhe Plateau in the southern suburb of Xi'an for indoor tests.The correlation between the collapsibility coefficient and 12physical property indexes was analyzed.Seven physical property indexes highly correlated with the collapsibility coefficient were selected as independent variables ,the normal variables after square root transformation were used as dependent variables ,and an optimal regression mod⁃el with natural density ,coefficient of compressibility ,porosity ,and saturation as independent variables was established by stepwise regression analysis method.Another 29groups of measured data from the same site were used to verify the accuracy of the prediction model.The results show that the regression model is statistically significant ,and the effects of the four independent variables on the dependent variables are also statistically significant ;The determination coefficient between the measured value and the predicted value of the collapsibility coefficient is e⁃qual to 0.930,and the collapsibility grades obtained by the two ways are consistent ,indicating that the prediction accuracy of the regression model is high.The study results have certain reference value and practical engineering significance for quick and accurate prediction of the collapsibility coefficient of loess.Key words :collapsible loess ;collapsibility coefficient ;correlation analysis ;stepwise regression ;prediction model 收稿日期:2022-10-10 作者简介:潘登丽(1993-),女,陕西省安康市人,工程师,主要从事岩土工程勘察方面的工作.0 前 言湿陷性黄土是在干旱㊁半干旱气候条件下形成的,受水浸湿后在一定压力作用下,土体强度弱化,承载力降低,结构迅速破坏,并产生显著的沉降㊂黄土的物理力学参数对黄土地区工程的设计和施工都有重要影响[1-3],湿陷系数是定量评价黄土地基湿陷变形的重要参数,通过湿陷系数计算得到的湿陷量是黄土地基湿陷等级划分的依据㊂为确定湿陷系数,一般需开挖探井采取原状试样,进行室内压缩试验,工作量大㊁费工费时㊁精度有限㊂因此,根据已有的基础试验资料,通过科学的分析方法,提出一种快速准确的预测黄土湿陷系数的新方法是有必要的㊂近年来很多学者通过对湿陷系74西北水电㊃2023年㊃第2期===============================================。
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?
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。
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。
深埋引水洞室围岩稳定性评价及其工程应用的开题报告
深埋引水洞室围岩稳定性评价及其工程应用的开题报告一、选题背景与研究意义引水洞室是水工水利工程中一种重要的地下工程类型，其主要作用是引导地下水源向上游水库或下游农田、城市等地方供应水源。
在引水洞室的设计、建设和运行过程中，由于其处于地下，其稳定性问题是一个十分关键的问题，并且由于洞室周边围岩不同于地上地形，不同的地形条件和岩石类型在洞室周边会带来不同的地质环境，给引水洞室带来一系列的稳定性问题，如岩体失稳、岩层变形、裂隙扩展等。
因此，研究引水洞室围岩的稳定性评价方法，对于提高引水洞室的安全性和稳定性，具有重要的工程应用价值。
目前，国内学者对引水洞室围岩稳定性评价的研究相对较少，现有的研究成果难以满足工程实践的需要，因此，有必要对引水洞室围岩的稳定性评价方法进行深入研究，为工程实践提供可靠的理论依据和技术支撑。
二、研究内容与研究方法本文将从引水洞室围岩的稳定性评价和工程应用两方面展开研究。
研究内容主要包括以下几个方面：1. 引水洞室围岩特点分析：针对引水洞室周边岩体的地质特征、岩性组合、构造状况等进行分析，并对围岩的物理力学性质、变形特征等方面进行测试和分析，为后续的稳定性评价提供基础数据。
2. 引水洞室围岩稳定性评价指标与方法：基于引水洞室周边岩体的特点和国内外相关文献，建立合适的稳定性评价指标和方法，并采用数值和理论分析法对各种情况下的稳定性进行分析，形成评价结果。
3. 引水洞室围岩稳定性分析工程应用研究：将引水洞室围岩稳定性评价结果应用于工程实践，比较不同方案的稳定性指标、技术经济指标等，为工程设计和施工提供参考和决策支持。
在研究方法上，将主要采用以下方法：1. 实验方法：通过野外地质考察和实验室试验，获取岩体物理力学性质和变形特征等基础数据，为稳定性评价提供数据支撑。
2. 数值模拟方法：采用有限元模拟软件进行数值模拟分析，模拟不同情况下岩体的稳定性和变形情况，并对各种情况下的稳定性进行评价。
岩体力学教学课件 第五章 地下洞室围岩稳定性分析
地质勘查与监测措施
加强地质勘查
在施工前进行详细的地质勘查， 了解围岩的分布、性质和结构，
为设计提供依据。
施工监测
在施工过程中进行实时监测，及 时发现围岩变形、位移等异常情
况，采取相应措施。
长期监测
在洞室使用过程中进行长期监测 ，了解围岩稳定性的变化情况，
为维护和加固提供依据。
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有限差分法
将连续的岩体离散成有限个差分网格，通过差分方程近似描述岩体的 运动规律，对围岩的稳定性进行计算和分析。
边界元法
基于边界积分方程的数值方法，适用于求解具有复杂边界条件的围岩 稳定性问题。
无单元法
不需对岩体进行离散，而是通过节点信息直接建立数学模型，对围岩 的稳定性进行计算和分析。
物理模拟方法
解析方法
01
02
03
04
极限平衡法
基于力的平衡原理，通过分析 岩体的滑移、倾倒等极限状态 ，对围岩的稳定性进行评估。
赤平投影法
利用赤平投影原理，对岩体的 节理、断层等结构面进行投影 分析，评估围岩的稳定性。
块体理论
将岩体离散成若干个块体，基 于块体的运动规律和相互作用 ，对围岩的稳定性进行分析。
关键块体分析法
支护设计
根据围岩稳定性评价结果，进行支护 设计，包括锚杆、钢筋网、喷射混凝 土等支护措施的选择和设计。
围岩稳定性监测与预警系统
位移监测 应力监测 声发射监测 预警系统
通过位移传感器对围岩的位移量进行实时监测，包括水平位移 和垂直位移。
通过应力传感器对围岩的应力状态进行监测，包括压应力、拉 应力和剪应力。
排水降压
降低地下水位，减少水压 力对围岩的影响，提高围 岩稳定性。
围岩稳定性评价
W2cW o2stsain ncL 4
式中：c,φ为结构面L4 上的内聚力和内摩擦角。
精选2021版课件
10
L3 -分离体底宽； b-分离体高；α,β-
结构面倾角；Tj1 , Tj2-结构面抗拉强 度。
洞顶洞壁分离体稳定计算 精选2021版课件
W2 -侧壁分离 体自重；α-结 构面L4的倾角；
对三角形分离体ABC：
b
L3
cot cot
TTj1L1Tj2L2
T 2 T j1 L 1 T j2 L 2co c to t
W 1
L 2 3g
精选2021版课件
9
➢第6节 围岩稳定性评价
⑵侧壁分离体 侧壁分离体在自重W2作用下沿结构面L4滑移，其 后缘切割面L2的抗拉强度可忽略。
精选2021版课件
13
➢ 第6节 围岩稳定性评价
.经典案例.
➢ 相关数据
◈ 岩溶突水（9.8×104～14.5×104m 3／d）；
◈ 岩溶突泥；
◈ 高水压（4.42～4.6Mpa）；
◈ 高地应力（水平主应力Max 16～21Mpa，
◈ M in 8～11Mpa）；
◈ 煤层瓦斯（涌出量0.124～0.137m 3／d，压力 0.3～0.9Mpa）；
精选2021版课件
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➢第6节 围岩稳定性评价
.经典案例.
◈ 渝怀铁路圆梁山隧道：线路重点控制工程，全 长11.068公里，隧道地质条件异常复杂。
◈ 隧道进口毛坝向斜和出口桐麻岭背斜有多处大 规模的深埋充填溶洞，出口段为岩堆体。
◈ 这是国内隧道建设中首次在深埋、向斜部位、 高压富水、形态类型多变的充满水、粉质泥砂 的深部地区中穿过。隧道施工难度属国内罕见。
隧道围岩分级及稳定性分级评定表
Ⅴ
0.3
158
Ⅴ
Ⅴ
0.3
181
Ⅴ
说明：此表依据《公路隧道设计规范》（JTJ D70－2004）、《公路工程地质勘察规范》（JTJ 064－99）编制。 部分基岩的单轴饱和抗压强度为工程类比本路线其它钻孔取样试验值。 ①当RC＞90KV时，以RC=90KV+30和KV代入计算BQ值。 ②当KV＞0.04RC+0.4时，以KV=0.04RC+0.4和RC代入计算BQ值。
20-35 1.36 2.8
0.24
19
30
20-35 1.47 2.9
0.26
裂隙 3-4 0.2-0.4 块状 破碎 188 结构 裂隙 3-4 0.2-0.4 块状 破碎 211 结构 2-3 0.5-0.9 块状 较完 结构 整 块状 较完 结构 整 块状 较完 结构 整 块状 较完 结构 整 块状 较完 结构 整 块状 较完 结构 整 320
稳定性较差，拱 顶无支护时易产 生坍塌现象，侧 壁有时失稳。
85.696
3.48
87.6
3.56
围岩稳定性差, 隧道开挖易产生 坍塌。处理不当 会出现大坍塌, 侧壁经常小坍塌 。
51.23265
1.4
53.12497
1.6
工程地质评价
开挖围岩 稳定状态
围岩稳定性差, 隧道开挖易产生 坍塌。处理不当 会出现大坍塌, 侧壁经常小坍塌 。 稳定性较差，拱 顶无支护时易产 生坍塌现象，侧 壁有时失稳。
(条 /m3)
岩体完整程度 结构面 发育程度 平均 间距(m) 围岩 基本 质量 相应 完整 指标 结构 程度 BQ 类型 围 岩 初 步 分 级
隧道围岩分 段里程桩号
围岩基本质量指标
围岩基本质量指标一、引言围岩是指矿山开采过程中，矿体周围的岩石体。
围岩的基本质量指标是评价矿山安全生产能力和经济效益的重要指标之一。
本文将从围岩稳定性、岩体力学性质、岩体结构、水文地质条件等方面，详细介绍围岩基本质量指标。
二、围岩稳定性1. 围岩稳定性定义围岩稳定性是指在矿山开采过程中，矿体周围的岩石体在不同开采阶段下，保持稳定状态的能力。
2. 围岩稳定性评价指标（1）岩层倾角：通常认为，倾角大于45度的断层和脆性构造易发生滑移或垮塌。
（2）岩层厚度：厚度越大，抗压能力越强。
（3）岩层内部结构：有明显节理、裂隙等缺陷的区域易发生滑移或垮塌。
（4）地应力：地应力大小直接影响围岩承载能力和稳定性。
三、岩体力学性质1. 岩体力学性质定义岩体力学性质是指围岩在受到外力作用下的变形和破坏特征。
2. 岩体力学性质评价指标（1）抗压强度：抗压强度越大，围岩承载能力越强。
（2）弹性模量：弹性模量越大，岩石的刚度越大，抗变形能力越强。
（3）拉伸强度：拉伸强度与抗压强度相比较低，但对于某些特殊情况下的围岩稳定性评价具有重要意义。
四、岩体结构1. 岩体结构定义岩体结构是指围岩内部的节理、裂隙等结构特征。
2. 岩体结构评价指标（1）节理发育程度：节理发育程度越高，围岩稳定性越差。
（2）裂隙密度：裂隙密度越高，围岩稳定性越差。
（3）裂隙宽度和长度：裂隙宽度和长度对于影响围岩的稳定性具有重要作用，特别是在高地应力条件下。
五、水文地质条件1. 水文地质条件定义水文地质条件是指围岩周围的水文地质环境。
2. 水文地质条件评价指标（1）岩石渗透性：渗透性越大，围岩稳定性越差。
（2）水位位置：水位位置对于影响围岩的稳定性具有重要作用。
（3）地下水压力：地下水压力大小直接影响围岩承载能力和稳定性。
六、总结以上就是关于围岩基本质量指标的详细介绍。
在矿山开采过程中，对于围岩基本质量指标进行评价和监测，可以有效预防和减少矿山事故的发生，提高矿山安全生产能力和经济效益。
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。
围岩稳定性评价范文
围岩稳定性评价范文围岩稳定性评价是指对工程中的围岩进行力学分析和评价，以确定岩石的强度和稳定性，从而合理地设计和施工工程。
稳定性评价的目的是保证岩石在工程施工和使用过程中能够保持足够的稳定性，以防止岩石的破坏和工程事故的发生。
首先，在进行围岩稳定性评价之前，需要对岩石进行取样，并在室内进行试验。
室内试验主要包括对岩石的物理特性、力学特性和变形特性等进行测试，以获取岩石的力学参数。
这些参数包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、弹性模量和岩石的变形能力等。
通过室内试验的结果，可以了解岩石的力学性质，为稳定性分析提供数据。
其次，在室内试验完成后，需要对现场进行调查和观测。
通过现场调查，可以了解围岩的结构特征、岩体的裂缝和节理分布等情况。
同时，还需要观测现场围岩的变形和破坏情况，以评估现场围岩的稳定性。
现场调查和观测的结果可以为稳定性分析提供输入数据。
然后，根据室内试验和现场观测的数据，可以进行力学分析和评价。
力学分析主要包括岩体受力分析、岩体变形分析和岩体稳定性分析等。
岩体受力分析可以确定岩体的受力状态和受力类型，包括岩体的主应力和主应力方向等。
岩体变形分析可以预测岩体的变形特征，例如裂缝扩展、岩体下沉等情况。
岩体稳定性分析主要通过计算和分析岩体的平衡状态来评估其稳定性。
通过力学分析可以确定围岩的稳定性，为工程设计和施工提供依据。
最后，根据力学分析的结果，可以进行围岩的稳定性评价。
稳定性评价主要包括对围岩的稳定性进行定量评估和预测围岩的破坏类型和程度。
通过稳定性评价，可以根据围岩的稳定性类别和破坏特点制定相应的工程措施和防护措施，以确保工程的安全和稳定性。
总之，围岩稳定性评价是对围岩进行力学分析和评价的过程，其目的是为工程设计和施工提供可靠的岩石力学参数，并根据岩体的力学特性和现场情况评估围岩的稳定性。
通过围岩稳定性评价，可以确保工程在使用过程中稳定性和安全性，防止岩石的破坏和工程事故的发生。
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洞顶洞壁分离体稳定计算
第6 节
三、实例分析
围岩稳定性评价
.经典案例.
大秦铁路军都山隧道(1985年)：隧道进尺
16km,塌方21次,累计影响工期685d。
川藏公路二郎山隧道：全长4176m、最大埋
深达760余m，该隧道穿越11条断层，地质条 件较为复杂。 ✦ 其中高地应力与岩爆问题是该隧道的主要工 程技术难题之一。隧道施工过程中共发生了 近百次岩爆活动, 主洞和导洞中连续发生岩 爆的累计总长度达1095m。
◈
◈
（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
第6 节
一、定性评价
围岩稳定性评价
浅埋洞室（小规模）的
1、围岩稳定性
稳定性取决于岩体强度 →有无破碎带等因素。
深埋洞室（大规模）稳定性因素
复杂，地应力条件很重要。
第6 节
围岩稳定性评价
2、洞室易失稳部位-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；
（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隧 洞设计关键问题研究 （5）长引水隧洞的水力学问题研究
.相关链接.
（1）深埋长隧洞的地质勘探技术研究
◈
在已进行的综合勘探和长探洞的勘探基础上，综 合分析深埋长隧洞的地质勘探技术和方法；深层 岩溶的探测及评估方法；以及隧洞施工中的岩爆、 涌（突）水、涌泥等地质灾害的测试和预报方法。
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。
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?
第6 节
围岩稳定性评价
一、定性评价
1、围岩稳定性
岩体性质-
岩体强度、完整性、天然 应力状态、水文地质条件 规模、断面形状
取决于三方面
建筑特性-
施工方法- 开挖方式、速率、支护 结构与形式
褶皱地区应尽量
避免沿紧闭向斜的 轴部部臵洞线。
该处围压较大，
？
顶拱自稳性差，
常遇突发涌水。
5、地下水-
•
影响围岩应力状态及围岩强度
软化作用-对软弱岩体和软弱夹层软化泥化；
⑴主要作用
溶蚀作用-对可溶性岩体溶蚀； 浸润作用-对滑动面浸润，使稳定性下降。
⑵水压力（静）--
作用于衬砌，有时比山岩压力大几倍；
⑶ 分离体形状-当分离体小于洞 跨时，可能向洞内滑移、失稳。
正三角锥体--最不稳定
•顶拱三种情况
柱状结构体--受拉时不稳 倒三角锥体--有利于稳定
Hale Waihona Puke 3、天然应力状态取决于垂直洞轴的水平应力σH的大小及天然应力
比系数λ。这是决定天然应力重分布状态的主因。
天然最大主应力的量级。其与洞轴的关系对围岩变形破坏
锦屏二级引水隧洞长约17.4km，单头掘进近 10km，最大埋深约2500m，开挖洞径在12m 以上，各项技术指标都称得上居世界地下工程 前列，综合技术难度巨大。
.相关链接.
锦屏二级水电站引水隧洞长约17.4Km，超过国内已建和在
建各种类型隧洞长度，和秦岭隧道、福堂电站隧洞长度相近； 其埋深最大达2525m，超过世界著名的辛普伦公路隧洞（最 大埋深为2135m），与目前世界上埋深最大的法国谢拉水电 站引水隧洞（最大埋深2619m）相近；
锦屏隧洞的最大洞径超过12m，远大于秦岭隧道（D=8.8m） 和谢拉隧洞（D=5.8m）的洞径； 锦屏隧道轴线和锦屏山脊线近乎正交，沿线山体陡峭雄厚， 受地形限制无法布置施工平硐、斜井和竖井。 所有以上问题将给地质勘测、设计、和施工带来一系列复杂 的技术难度。
.相关链接.
鉴于锦屏地区特殊的自然地理条件，常规勘探难以解决，
⑴破碎松散岩、软弱 岩-强风化岩、易软化 岩、膨胀岩体、构造 破碎带；
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。
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。
（3）长隧洞信息化设计方法的研究 收集国内外已建和在建隧洞设计和施工资料，整理 分析，建立隧洞资料数据库；……… ；
◈
.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。
对稳定有利的条件—
新鲜完整岩体、裂隙不发育、少量地下水。
完整坚硬岩体、裂隙较发育、但闭合且连续性
差、未形成分离体。
第6 节
围岩稳定性评价 Fs：安全系数， 一般取Fs=2
二、定量评价
1、整体稳定性计算--
σθc,σθt --洞壁处环向压、拉应力； 整体状或块状岩体，可视为均质、连续介质 σc ,σt --岩体饱和抗压、拉强度。
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。
作用于未衬砌岩体，在平缓结构面上形成水压力，促使分离体 下滑；流入陡立结构面，相当于施加张力，同样促其破坏。
此地下水压力最大值可等于洞顶以上地下水厚度（水头值）。
⑶涌水—是地下建筑主要工程地质问题之一。
6、工程因素-断面形状--决定应力集中的部位、程度； 洞室规模--洞室规模大，则围岩范围亦大。 开挖方式、施工速率主要影响围岩中的应力
第7 节
洞室位址选择地质论证
1、岩性-- 影响洞室稳定性最基本的因素。
坚硬完整岩体
稳定性好，不需支护能 适应各种断面洞室。
软弱岩体-
力学强度低，遇水易软化、崩 解、膨胀等不良性质，不利于 洞室稳定，围岩易变形破坏。
软硬相间岩体-
其中软岩强度低，或错动成软弱夹层，此类 岩一般性质较差，围岩稳定性也较差。
因此实施了5km长探洞的施工和科学试验工作。
探洞掘进至4168m终止处，埋深已达2200m左右，超过
了锦屏二级水电站引水隧洞的一般埋深，距最大埋深仅差 约300m。
由超深埋引起的一系列工程地质问题已得到了基本的探查，
用长探洞已取得的勘测、试验成果来评价锦屏二级水电站
引水隧洞的工程及水文地质条件，具有较高的参考价值和
◈ ◈
第6节
深埋长隧洞
围岩稳定性评价
.相关链接.
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； 锦屏二级电站引水隧洞长17.5km，综合技术 难度复杂，预计一批重大的技术难题将攻克， 届时我国隧道及地下工程技术将会再上一个 新台阶。
第6节
◈ ◈ ◈ ◈
◈
.经典案例.
围岩稳定性评价
相关数据 岩溶突水（9.8×104～14.5×104m 3／d）；
岩溶突泥；
高水压（4.42～4.6Mpa）； 高地应力（水平主应力Max 16～21Mpa，
M in 8～11Mpa）；
◈
煤层瓦斯（涌出量0.124～0.137m 3／d，压力 0.3～0.9Mpa）； 高地温（28℃）； 断层破碎带（总计10余条）；
第6 节
围岩稳定性评价
⑵侧壁分离体
侧壁分离体在自重W2作用下沿结构面L4滑移，其后 缘切割面L2的抗拉强度可忽略。
此时，分离体的稳定性系数为：
W 2 cos tan cL4 W 2 sin
式中：c,φ为结构面L4 上的内聚力和内摩擦角。
L3 -分离体底宽； b-分离体高； α,β-结构面倾角； Tj1 , Tj2-结构面 抗拉强度。