围岩分级与围岩压力.ppt

围岩分级与围岩压力.ppt

《围岩分级与围岩压力.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《围岩分级与围岩压力.ppt（32页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

,第六章围岩分级与围岩压力,1、影响坑道围岩稳定性的因素2、隧道围岩分级3、其他一些围岩分级方法简介4、围岩压力5、隧道围岩压力的确定,第六章围岩分类与围岩压力,1、几个概念：

原岩、围岩，初始应力场、二次应力场，地压（广义地压与狭义地压），地压显现2、围岩分类1）原因：

不能揭示地质条件与地下工程之间本质的、内在的联系；施工、支护方法有一定的地质适应性2）针对不同的工程要求，把与之相适应的地质条件进行分类，以满足地下工程设计、施工的需要。

第六章围岩分类与围岩压力,3）围岩分类方法的种类A、以岩石强度或物理力学性质指标为代表的分类方法B、以岩体构造、岩体特征为代表的分类方法C、与地质堪察手段相联系的分类方法D、以多种因素进行组合的分类方法E、以坑道稳定状态为代表的分类方法：

铁路隧道围岩分类,第一节影响坑道围岩稳定性因素,1、几个基本概念：

1）岩石（土）与岩（土）体岩石：

不同矿物，各种地质作用；岩体的基础、构成部分；试件，试验岩体：

整个地质体的一部分，岩块组合体，结构面，充填物，初始应力状态，平衡岩石的物性并不能代表岩体的物性，结构面对岩体的力学性质及受力状态有较大的影响,第一节影响坑道围岩稳定性因素,岩体的结构类型与特征：

整体结构、砌体结构、镶嵌结构、压碎结构、松散结构、松软结构。

2）岩体（原岩）与围岩原岩（岩体）处在原始状态下，未受到人为的工程外力的破坏或干扰。

围岩：

受到影响范围内的那部分岩土体。

围岩范围的确定,第一节影响坑道围岩稳定性因素,3）结构面：

在各种不同的地质作用中生成和发展的；沉积结构面、火成结构面、变质结构面、构造结构面以及次生结构面结构面对岩体的力学性质和岩体中的受力状态有较大的影响研究的内容：

结构面本身的特征、组合形态、充填情况、延展性、密集程度等,第一节影响坑道围岩稳定性因素,因素,内在因素（地质）,人为因素（施工）,第一节影响坑道围岩稳定性因素,2、地质因素1）围岩的完整状态（破碎程度）组成岩体的岩块的大小，岩块的组合状态；裂隙率、裂隙间距裂隙的密集程度岩体的破碎程度裂隙：

广义，层理、断裂、节理以及夹层等依据裂隙间距的岩体的分类,第一节影响坑道围岩稳定性因素,2）结构面的性质软弱结构面：

完全割断联系无夹层或充填粘土夹层、未断联系但充填物软弱松散、抗剪强度很低软弱结构面往往会成为岩体破坏的控制因素。

3）结构面的组合状态单一、组合（产生分离岩块），闭合、张开，连续、不连续，组数及密度，,第一节影响坑道围岩稳定性因素,4）初始应力状态自重应力、构造应力5）岩石本身的强度在完整岩体中围岩稳定状态往往取决于岩石强度。

但是当岩石结构面为围岩稳定的主要因素时，岩石本身的强度对围岩稳定的影响并不大。

第一节影响坑道围岩稳定性因素,6）地下水的影响岩质软化，强度降低，涌水3、人为因素1）隧道尺寸：

跨度大小、断面积2）断面形状：

3）支护的结构类型及支护时间4）施工方法,第二节隧道围岩分类,1、铁路隧道围岩分类2、公路隧道围岩分类3、岩石坚固性系数分类方法4、泰沙基围岩分类方法,铁路隧道围岩分类,1、铁路隧道围岩的三个分类指标1）坑道围岩的结构特征和完整状态围岩被各种结构面切割的破碎程度及其组合状态2）岩石的物理力学性质坑道围岩的岩石强度、物理、水理性质，在分类中主要是岩石单轴饱和极限强度较有意义，以30MPa作为软、硬岩的分界指标，5MPa的岩体属于半岩质，或略具有结构强度的土体,铁路隧道围岩分类,3）地下水的影响“遇水降级”的经验处理方法整体的硬质岩石中，一般的地下水对其稳定性影响不大，不考虑降级；块状硬质岩和整体软质岩中，地下水将影响其稳定性，产生局部坍塌，或软化软弱结构面，围岩分级时一般可酌情降低1级；,铁路隧道围岩分类,碎石状松散结构岩体，裂隙中有泥质充填物，地下水对稳定性影响很大，可根据地下水的性质、水量、渗流条件、动水和静水压力等情况，可降低12级；强烈的断裂带，或软塑性粘土和潮湿的粉细砂，分类时已考虑了一般含水地质情况的影响，不再降级。

铁路隧道围岩分类,2、铁路隧道围岩分类的特征1）以坑道围岩稳定性为代表的一类分类方法2）复合指标3）“经验”分类：

定性，与地质勘查手段联系不密切,公路隧道围岩分级,1、一般规定采用工程岩体分级标准规定的方法、级别和顺序，即岩石隧道围岩稳定性等级由好至坏分为级、级、级、级和级。

考虑到土体中隧道的围岩分类，将松软的土体围岩定为级。

公路隧道围岩分级,2、分级方法国内外现有的围岩分级方法有定性、定量、定性与定量相结合3种方法，且多以前两种方法为主。

公路隧道设计规范采用定性划分和定量相结合的综合评判方法，两者可以相互校核和检验，以提高分级的可靠性。

分级方法与隧道工程建设的阶段、公路等级和隧道长度、所进行的调查和测试工作的深度的不同相关。

公路隧道围岩分级,3、公路隧道围岩分级隧道围岩分级的综合评判方法宜采用两步进行，并按以下顺序进行：

（1）根据岩石坚硬程度和岩体完整性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BQ。

公路隧道围岩分级,（3）按修正后的岩体质量指标BQ，结合岩体的定性特征综合评判，确定围岩的详细分级。

例如级围岩，坚硬岩，岩体完整，巨整体状或巨层状结构；BQ或BQ大于550，坚硬岩，岩体较破碎，巨块碎石状镶嵌结构；较坚硬或较软硬岩层，岩体较完整，块状体或中厚层结构；BQ或BQ450351,公路隧道围岩分级,4、岩石坚硬程度的划分

（1）定性划分可分为坚硬岩、较坚硬岩、较软岩、软岩和极软岩等

（2）定量指标用岩石单轴饱和抗压强度Rc表达。

一般采用实测值，若无实测值时，可采用实测的岩石点荷载强度指数IS（50）的换算值,公路隧道围岩分级,4、岩体完整程度的划分

（1）定性划分可分为完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎等

（2）定量指标常用岩体完整性系数Kv表示。

一般用弹性波探测值，若无探测值时，可用岩体体积节理数Jv确定对应的Kv值。

公路隧道围岩分级,5、围岩基本质量指标BQ,Rc岩石单轴饱和抗压强度Kv岩体完整性系数,公路隧道围岩分级,6、围岩详细定级，BQ的修正

（1）需修正的情况地下水围岩稳定性受软弱结构面影响，且由一组起控制作用；存在高初始地应力

（2）BQ计算,公路隧道围岩分级,K1地下水影响修正系数K2主要软弱结构面产状影响修正系数K3初始应力状态影响修正系数（3）K1、K2、K3的确定,公路隧道围岩分级,7、公路隧道围岩分级可按岩石隧道的围岩定性特征，围岩基本质量指标BQ或其修正值BQ，土体隧道中的土体类型、密实程度等定性特征，按表确定围岩分级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步勘测阶段，可采用定性划分或工程类比的方法进行围岩级别划分。

公路隧道围岩分级,岩石坚固性系数分类法,1、种类f值分类法、普氏分类法：

以岩石的综合物理指标fkp作为分类基础的分类方法2、fkp的确定，岩石强度指标的一个反映，能反映岩石各方面的性能；但是没有充分考虑围岩体的构造因素。

f岩体kf岩石k考虑地质条件的折减系数,岩石坚固性系数分类法,3、特点优点：

指标单一，使用方便；缺点：

不能全面反映岩体固有的性态。

太沙基围岩分类法,以岩体构造、岩体特征为代表进行分类的，以有水条件为基础的。

这类分类法是在早期提出的，限于当时的条件，仅把不同岩性、不同构造条件的围岩分成九类，每类都有一个相应的地压范围值和支护措施建议。

这类分类法曾长期被各国采用，至今仍有广泛的影响。

其他围岩分级法,1、“岩体质量Q”的分类属于组合多种因素的分类方法。

1974年挪威地质学家巴顿等人提出的“岩体质量Q”的分类方法。

岩体质量值Q实质上是岩块尺寸、抗剪强度和作用力复合指标，根据不同的Q值，可将岩体进行分类。

其他围岩分级法,2、按弹性波（纵波）速度的分类方法属于以地质勘探手段相联系的分类方法。

围岩弹性波速度是判断岩性、岩体结构的综合指标，它既可反映岩石软硬，又可表达岩体结构的破碎程度。

1970年前后，日本提出按围岩弹性波速度进行分类，我国从1986年起，也开始将围岩弹性波（纵波）速度引入我国围岩分类法中。

3、以岩石质量为指标的分类方法R.Q.D.方法属于以地质勘探手段相联系的分类方法。

考虑了多种因素的影响，但分级指标大体上是半定量的。

分级的判断还带有一定的主观性。