围岩压力与围岩稳定性.ppt

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1、关于围岩压力与围岩稳定性现在学习的是第1页，共45页第一节第一节 概述概述1.围岩应力与围岩压力概念围岩应力与围岩压力概念 洞室的开挖在岩体中形成了新的洞穴，这就破坏了岩体中洞室的开挖在岩体中形成了新的洞穴，这就破坏了岩体中原有的应力状态，使洞室周围岩体中的应力重新分布，这种重原有的应力状态，使洞室周围岩体中的应力重新分布，这种重新分布的应力称新分布的应力称围岩应力围岩应力。在围岩应力作用下，围岩不断变形。在围岩应力作用下，围岩不断变形并逐渐向洞室位移，一些强度较低的岩石由于应力超过强度的极并逐渐向洞室位移，一些强度较低的岩石由于应力超过强度的极限值而破坏，破坏了的岩石在重力作用下塌落。为保证

2、洞室稳定限值而破坏，破坏了的岩石在重力作用下塌落。为保证洞室稳定，在洞内进行必要的支撑和衬砌。洞室围岩的变形和破坏而作用，在洞内进行必要的支撑和衬砌。洞室围岩的变形和破坏而作用于支护和衬砌上的压力称于支护和衬砌上的压力称围岩压力围岩压力，也称山岩压力，地压等。，也称山岩压力，地压等。现在学习的是第2页，共45页狭义围岩压力：围岩作用于支护上的压力。（围岩和支护被狭义围岩压力：围岩作用于支护上的压力。（围岩和支护被看成独立的两个体系）看成独立的两个体系）广义围岩压力：支护与围岩是一个共同体，二次应力的全部作用力广义围岩压力：支护与围岩是一个共同体，二次应力的全部作用力视为围岩压力。视为围岩压力。

3、（1）稳定状态：稳定状态： （2）不稳定状态：不稳定状态： 塑性 破坏塌垮 失稳现在学习的是第3页，共45页2.围岩压力与支护衬砌的关系围岩压力与支护衬砌的关系 围岩压力值的正确估计与否，关系到能否合理地设计支护围岩压力值的正确估计与否，关系到能否合理地设计支护衬砌的尺寸。如围岩压力估计值大于实际值，设计的技衬必然衬砌的尺寸。如围岩压力估计值大于实际值，设计的技衬必然偏大，浪费了材料及人力，反之，支衬被压坏，出现事故，洞偏大，浪费了材料及人力，反之，支衬被压坏，出现事故，洞室安全不能保证。室安全不能保证。支衬与围岩压力相适应，支衬与围岩压力相适应，围岩压力越大，设围岩压力越大，设计支衬的尺寸就

4、要大些。计支衬的尺寸就要大些。3.围岩压力的影响因素围岩压力的影响因素 围岩压力的影响因素极为复杂，地质方面与工程方面。围岩压力的影响因素极为复杂，地质方面与工程方面。 地质方面的因素（自然属性）地质方面的因素（自然属性）（1）完整性或破碎程度。）完整性或破碎程度。（2）结构面的产状、分布密度、力学性质、充填物性质及其充填）结构面的产状、分布密度、力学性质、充填物性质及其充填状态。状态。（3）地下的活动状况。）地下的活动状况。（4）岩体的性质和强度。）岩体的性质和强度。 现在学习的是第4页，共45页 工程方面的因素工程方面的因素 （1 1）洞室的形状和尺寸）洞室的形状和尺寸 三心拱半圆拱切圆拱

5、 （2 2）支护结构的形式和刚度）支护结构的形式和刚度 支护作用：阻止围岩变形，维护围岩稳定支护作用：阻止围岩变形，维护围岩稳定支护支护外部支护内承支护刚性柔性 （3 3）洞室的位置、尺度和覆盖层厚度。）洞室的位置、尺度和覆盖层厚度。（4 4）施工中的技术措施。）施工中的技术措施。 例如，控制爆破（光、预裂）和开挖顺序例如，控制爆破（光、预裂）和开挖顺序（5 5）洞室的轴线走向）洞室的轴线走向现在学习的是第5页，共45页4.围岩压力的确定围岩压力的确定 围岩压力的大小和方向很复杂，公式理论都是在一定的简围岩压力的大小和方向很复杂，公式理论都是在一定的简化条件下推导出来的，化条件下推导出来的，是

6、近似公式。是近似公式。故在应用这些公式和理论时故在应用这些公式和理论时要注意其适用条件。当实际情况与公式简化条件较一致时，效要注意其适用条件。当实际情况与公式简化条件较一致时，效果较为满意。果较为满意。5.围岩压力的类型围岩压力的类型 根据围岩变形破坏机理，把围压分为变形，松动，膨胀，根据围岩变形破坏机理，把围压分为变形，松动，膨胀，冲击围压四种类型，并采用不同的理论进行计算。冲击围压四种类型，并采用不同的理论进行计算。现在学习的是第6页，共45页 中等坚硬的岩石，围岩变形较大，产生中等坚硬的岩石，围岩变形较大，产生变形围压，可用弹塑变形围压，可用弹塑 性理论计算性理论计算。 软弱破碎岩石，岩

7、石破坏而松动塌落形成软弱破碎岩石，岩石破坏而松动塌落形成松动围压，采用松松动围压，采用松 散介质极限平衡理论或块体极限平衡理论分析。散介质极限平衡理论或块体极限平衡理论分析。 冲击围压又称岩爆，它是弹脆性岩体过度受力后突然发生弹冲击围压又称岩爆，它是弹脆性岩体过度受力后突然发生弹 射变形所引起的围岩压力现象，对这种围压至今还未有有效的射变形所引起的围岩压力现象，对这种围压至今还未有有效的 预测计算方法，有人用能量理论来预测。预测计算方法，有人用能量理论来预测。 膨胀围压是变形围压的一种，只是引起变形的原因较特殊。膨胀围压是变形围压的一种，只是引起变形的原因较特殊。 由于围岩吸水膨胀对支衬产生的

8、压力。至今没有很好的计算方由于围岩吸水膨胀对支衬产生的压力。至今没有很好的计算方 法，原则上可采用弹塑性理论配合流变理论分析。法，原则上可采用弹塑性理论配合流变理论分析。 一般情况下可分为一般情况下可分为变形和松动围压变形和松动围压两种大类。两种大类。现在学习的是第7页，共45页第二节第二节 坚硬岩体的应力和围岩稳定验算坚硬岩体的应力和围岩稳定验算对于坚硬完整的岩体，一般强度较大，变形较小或无，不需支衬对于坚硬完整的岩体，一般强度较大，变形较小或无，不需支衬，故一般无围岩压力或很小，这时洞室的稳定与否，只验算，故一般无围岩压力或很小，这时洞室的稳定与否，只验算洞室洞室边界上的切向应力边界上的切

9、向应力。 当当Rc-岩石的容许抗压强度，围岩稳定岩石的容许抗压强度，围岩稳定 如如0， 则则 -Rt-岩石的容许抗拉强度岩石的容许抗拉强度 Rc=0.6 Rc 无裂隙的坚硬围岩无裂隙的坚硬围岩 或或0.5 Rc 有裂隙的坚硬围岩有裂隙的坚硬围岩现在学习的是第8页，共45页例题：某花岗岩体，完整性良好，单轴抗压强度例题：某花岗岩体，完整性良好，单轴抗压强度Rc=100MPa。在岩体内。在岩体内开挖直墙拱顶洞室，洞的跨度开挖直墙拱顶洞室，洞的跨度B=12m，洞高，洞高h=16m，洞埋深，洞埋深H=220m，岩石的重度，岩石的重度=27KN/m3，试问围岩的稳定性如何？，试问围岩的稳定性如何？解：解

10、：(1)洞室围岩的天然应力洞室围岩的天然应力H=H=27220=5.94MPa 假定天然应力比值系数为假定天然应力比值系数为1，则，则0=v=H=5.94MPa 岩石的容许抗压强度岩石的容许抗压强度Rc=0.6Rc=0.6100=60MPa （2）将洞室看作圆形）将洞室看作圆形 圆形洞室的圆形洞室的=20=25.94=11.88MPa Rc=60MPa 故洞室是稳定的。故洞室是稳定的。现在学习的是第9页，共45页（3）将洞室看作椭圆形，计算洞顶）将洞室看作椭圆形，计算洞顶A点和侧壁点和侧壁B点的切向应力点的切向应力212)(qqVHVB122)(qqHVHA本题中本题中q1=6m，q2=8m，

11、代入数据得：，代入数据得：A=2H q2/q1=25.948/6=15.84MPaB=2V q1/q2=25.946/8=8.92MPaA, BRc，所以围岩是稳定的。，所以围岩是稳定的。现在学习的是第10页，共45页第三节第三节 松散岩体的围岩压力计算松散岩体的围岩压力计算 浅埋：传递应力，岩柱重量计算法。浅埋：传递应力，岩柱重量计算法。 深埋：自然冒落拱内岩体的自重或裂性围内松动岩深埋：自然冒落拱内岩体的自重或裂性围内松动岩体的压力。体的压力。一、浅埋洞室围岩松动压力计算一、浅埋洞室围岩松动压力计算(2(2种方法种方法) )（一）岩柱法（一）岩柱法1 1、基本假设、基本假设（1 1）C=0

12、C=0 (2) (2) 围岩压力围岩压力= =岩柱的自重岩柱的自重- -柱侧面摩擦力柱侧面摩擦力（3 3）破坏模式与受力状态如下）破坏模式与受力状态如下现在学习的是第11页，共45页考虑摩擦力的计算简图考虑摩擦力的计算简图ldllnddT13245o245o现在学习的是第12页，共45页2 2、洞室顶压力的计算、洞室顶压力的计算 121rHaQ2451ghtaatan245tan tan245tan2tan22222rHrldlddTFHonHoHo 245tan2rldn式中： -垂直应力； -侧应力系数rl245tan22etandlddTn式中： - 侧面上的正压力； -摩擦系数dldn

13、tan近似按主近似按主动土压力动土压力计计 算算现在学习的是第13页，共45页根据假设求出洞顶压力集度根据假设求出洞顶压力集度： 11212aHKrHaFQq245021qtge245022tgrhqetgtgK2452根据假设求出洞帮压力集度根据假设求出洞帮压力集度：现在学习的是第14页，共45页q1e2e1e2e3 3、适用、适用 条件条件KaHKaH1max10dHdq 0F-Q 30保证洞室断洞室断面衬砌面衬砌受力图受力图现在学习的是第15页，共45页（二）太沙基的围岩压力计算方法（二）太沙基的围岩压力计算方法( (“典型的应力传递法典型的应力传递法”) 由单元体的平衡条件推出围岩压力

14、1、基本假设（1）认为岩体是松散体，但存在一定的粘聚力，且服从库仑准则：（2）围岩的滑移模式和外力情况如图所示tgcnqzv ,002222111rdzadzaadsvvv2、围岩压力计算n微元体的平衡条件： 现在学习的是第16页，共45页垂直地层压力计算简图垂直地层压力计算简图现在学习的是第17页，共45页245,2452221tghPetgPeVV（3）适用条件：H50m。n解该微分方程，并令Z=H得洞顶压力： )tanexp()tanexp(1tan111HaqHacapv -原岩应力侧压力系数n洞室两邦的压力:%1.050Htan1时，指数项的值约为当，时，当capHr现在学习的是第1

15、8页，共45页二、深埋洞室的松散围岩压力计算二、深埋洞室的松散围岩压力计算俄国普罗托奇雅阔诺夫俄国普罗托奇雅阔诺夫1907年推出自然冒落拱年推出自然冒落拱 -沙拱、压力沙拱、压力自然平衡拱。自然平衡拱。（一）普氐理论的基本假设（一）普氐理论的基本假设（1）围岩为松散体，仍具有一定的粘聚力。）围岩为松散体，仍具有一定的粘聚力。（2）洞顶形成自然冒落拱，两帮形成滑动体（夹角）洞顶形成自然冒落拱，两帮形成滑动体（夹角 ）作用在洞顶的围岩压力为自然平衡拱内岩体的自重。）作用在洞顶的围岩压力为自然平衡拱内岩体的自重。245现在学习的是第19页，共45页10cRf （3 3）采用坚固系数表征岩体强度。）采

16、用坚固系数表征岩体强度。 其物理意义：其物理意义： 更简便的经验公式：更简便的经验公式： -R-Rc c/MPa/MPa（4 4）自然平衡拱的洞顶岩体只能承受压应力，不能承受拉应力）自然平衡拱的洞顶岩体只能承受压应力，不能承受拉应力。tancf现在学习的是第20页，共45页围岩压力计算简图围岩压力计算简图现在学习的是第21页，共45页 在拱脚处，有一水平推力，维持整个拱的平衡，普氐认为必须小于或者等于垂直 自然平衡拱受力图自然平衡拱受力图（二）计算公式（二）计算公式1 1、自然平衡拱的形状、自然平衡拱的形状先假设拱为二次曲线，拱上任一点M弯矩为0：反力所产生的最大摩擦力，以便保持拱脚的稳定。2

17、2202xTQyQxTy现在学习的是第22页，共45页0 xfaxy121axfay1fab12451htgaafQaT1fQaT21TT当 时为拱的矢高，（自然平衡拱的最大高度）自然拱的最大跨度：塌落拱为抛物线型塌落拱为抛物线型现在学习的是第23页，共45页洞顶任一点如洞顶任一点如a处（拱高为处（拱高为bx）的压强）的压强qx)()(121faxfaybbqxX洞室顶板处的压力为洞室顶板处的压力为Q：)3(32)(22221112010aafaadxfaxfadxqQaax边墙的侧压计算时，可认为在洞室与压力拱的整个高度边墙的侧压计算时，可认为在洞室与压力拱的整个高度h+b范围内范围内，侧向

18、压力是按朗金主动土压力的规律分布的，洞顶和洞，侧向压力是按朗金主动土压力的规律分布的，洞顶和洞底处的压强底处的压强e1和和e2。总侧向压力总侧向压力Pa=1/2（e1+e2）h现在学习的是第24页，共45页245 2452221tghbrerbtge4ffrarbq112、围岩压力（自然冒落拱内岩体的重量）计算、围岩压力（自然冒落拱内岩体的重量）计算（1）顶压（集度）：）顶压（集度）： -取最大值，拱形简化为矩取最大值，拱形简化为矩形。形。（2）侧压：）侧压：3、适用条件、适用条件（1）跨度小于）跨度小于5m，埋深大于，埋深大于3倍的自然拱高的洞室。倍的自然拱高的洞室。洞室上覆岩洞室上覆岩体需

19、要有一定的厚度，才能形成平衡拱。体需要有一定的厚度，才能形成平衡拱。（2）散体结构的岩体，如强风化、强烈破碎岩体以及松动岩体；散体结构的岩体，如强风化、强烈破碎岩体以及松动岩体；新近堆积的土体等。新近堆积的土体等。现在学习的是第25页，共45页4 、普氏理论的优缺点分析普氏理论的优缺点分析优点：优点：在普氏理论的基本前提下，大大简化了围岩压力的计算，公式比较在普氏理论的基本前提下，大大简化了围岩压力的计算，公式比较简单。简单。缺点缺点：（1）将岩体看作松散体的假定与大多数岩体的实际情况不符。）将岩体看作松散体的假定与大多数岩体的实际情况不符。（2）引进了坚固系数）引进了坚固系数f的概念。实际上

20、它并不是岩体本身的特性的概念。实际上它并不是岩体本身的特性参数，而且也无法通过试验进行测定。参数，而且也无法通过试验进行测定。（3）按普氏理论，洞室顶部压力是垂直的，并在顶部中央出现最）按普氏理论，洞室顶部压力是垂直的，并在顶部中央出现最大压力，但许多工程出现的顶压方向并非如此，且最大压力常偏大压力，但许多工程出现的顶压方向并非如此，且最大压力常偏离拱顶。离拱顶。（4）围岩压力只与洞室跨度有关，与洞室形态，上覆岩层厚度及洞室）围岩压力只与洞室跨度有关，与洞室形态，上覆岩层厚度及洞室施工方法、程序等无关，这些都与地下工程的实践经验完全不符。施工方法、程序等无关，这些都与地下工程的实践经验完全不符

21、。现在学习的是第26页，共45页第四节第四节 变形围岩压力的计算变形围岩压力的计算（弹塑性理论）（弹塑性理论）思路：围岩塑性变形思路：围岩塑性变形支护衬砌支护衬砌支护力支护力 作用于支护衬砌作用于支护衬砌结构上的围岩压力结构上的围岩压力支护衬砌上的形变围岩压力。支护衬砌上的形变围岩压力。洞室开挖后围岩内形成塑性区，之外是弹性区，即应力降低洞室开挖后围岩内形成塑性区，之外是弹性区，即应力降低区和增高区。区和增高区。现就塑性区，弹性区，弹塑性边界上任意截取单元，分别考虑其受现就塑性区，弹性区，弹塑性边界上任意截取单元，分别考虑其受力情况及所应满足的条件。力情况及所应满足的条件。现在学习的是第27页

22、，共45页强度线塑性区内强度线塑性区内任一点的应力圆任一点的应力圆均与该线相切均与该线相切塑性区塑性区切向应切向应力分布力分布曲线曲线弹性区弹性区切向应切向应力分布力分布曲线曲线塑性区塑性区径向应径向应力分布力分布曲线曲线弹性区径向应力弹性区径向应力分布曲线分布曲线弹性状弹性状态切向态切向应力分应力分布曲线布曲线弹性状弹性状态径向态径向应力分应力分布曲线布曲线塑塑性性区区r弹弹性性区区应力升高区应力升高区原岩应力区原岩应力区围围 岩岩原原 岩岩应力应力降区降区现在学习的是第28页，共45页 塑性区单元：塑性区单元：drdrrr平衡方程 弹性区单元：sin1sin1CctgCctgr塑性极限条件

23、drdrCctgrrsin1sin2（1）消去，解得塑性区径向应力r所应满足的微分方程：02pr 弹塑性边界上单元（r=Rp）：sin1sin1CctgCctgr02pr现在学习的是第29页，共45页两式消去两式消去，得，得r=Rp时径向应力时径向应力r应满足的条件：应满足的条件：)sin1)(0CctgpCctgr（2）方程（方程（1），（），（2）联立求解，可得塑性区中任一点的径向应力如下）联立求解，可得塑性区中任一点的径向应力如下：)sin1sin2(0)()sin1 (PRrCctgpCctgr塑性区的半径塑性区的半径Rp需实测或假定，当需实测或假定，当Rp给定时，塑性区中任一给定时，

24、塑性区中任一点的点的r即可计算。即可计算。当当r=ra时，时，r=Pi，由此可得洞壁处的围岩压力，由此可得洞壁处的围岩压力Pisin1sin20)(sin1)(paiRrpCctgCctgP围岩作用在支护上的围岩作用在支护上的变形围岩压力变形围岩压力芬纳芬纳Kastner公式公式现在学习的是第30页，共45页KastnerKastner公式说明：公式说明：P Pi i与与R RP P成反比成反比的的；当当R Rp p=r=ra a时，时，P Pi i有最大值，意味着塑性区为有最大值，意味着塑性区为0 0；随着塑；随着塑性区的增加，部分变形能释放，围岩作用在支护的性区的增加，部分变形能释放，围岩

25、作用在支护的压力变小压力变小 。塑性区半径塑性区半径R R的计算公式：的计算公式：iPPRsin2sin10)sin1 (CctgpCctgprRia现在学习的是第31页，共45页（一）基本假设（一）基本假设（CaquoCaquo卡柯）卡柯）（1）塑性区与弹性区脱离，围岩压力为塑性区内岩体的自重。（2）塑性区的应力服从莫尔库仑准则。 第五节第五节 塑性松动压力的计算塑性松动压力的计算弹-塑性分析得到塑性区，把塑性区内的岩 体重量作为围岩压力。（二）塑性松动压力的计算（1）在最不利的位置，拱顶取一单元作平衡分析：0rF得现在学习的是第32页，共45页松动压力计算简图松动压力计算简图02sin2d

26、rrddrdrdddrrdrrr现在学习的是第33页，共45页1ctgrr22sindd代入上式整理得：将rdrdrrr（2）塑性区内服从库仑准则（3）解微分方程将（2）代入（1）并解微方程（一阶方程）并整理得：ctgArrr102sin1sin1现在学习的是第34页，共45页 0,ARrrP（4 4）由边界条件确定系数）由边界条件确定系数A A将A代入上得，支护上的压力（5 5）围岩压力）围岩压力)(121)(201pprRrrRrCctg)(121)()(201papaaraRrrRrCctgrrpCaquo公式中的塑性区的半径，可以利用弹公式中的塑性区的半径，可以利用弹-塑分析得到的塑分

27、析得到的公式算出，也可以通过测试求出，例如声波测试。公式算出，也可以通过测试求出，例如声波测试。现在学习的是第35页，共45页 Pa=k1r0-K2c K1，K2已制成专门的曲线图，根据已定的已制成专门的曲线图，根据已定的C，P0从曲从曲线上查得，代入上式可计算松动压力线上查得，代入上式可计算松动压力Pa，十分方便快捷。应用，十分方便快捷。应用公式时还要考虑到松动圈内岩石因松动破碎而公式时还要考虑到松动圈内岩石因松动破碎而C，降低。降低。 松动圈内岩体的内摩擦角松动圈内岩体的内摩擦角 ，视岩体裂隙的充填情况而定，无，视岩体裂隙的充填情况而定，无充填物时，取试验值的充填物时，取试验值的90%为计

28、算值；有泥质充填物时，取试为计算值；有泥质充填物时，取试验值的验值的70%为计算值。凝聚力为计算值。凝聚力C采用试验值的采用试验值的0.2-0.25，甚至完全，甚至完全不考虑不考虑C。现在学习的是第36页，共45页第六节第六节 地质分析法确定围岩压力地质分析法确定围岩压力 坚硬块状岩体常被各种结构面切割成不同形状和大小的块体。地下洞坚硬块状岩体常被各种结构面切割成不同形状和大小的块体。地下洞室开挖后，某些块体向洞内滑移。这时，作用于支护衬砌上的围岩压力将等室开挖后，某些块体向洞内滑移。这时，作用于支护衬砌上的围岩压力将等于此滑移体的重量或它们的剩余下滑力的分量（侧壁围岩压力）。于此滑移体的重量

29、或它们的剩余下滑力的分量（侧壁围岩压力）。 这种方法是根据地质调查和勘探资料分析，搞清岩体中软弱结构这种方法是根据地质调查和勘探资料分析，搞清岩体中软弱结构面的发育规律，确定分离体的形状，再用极限平衡原理计算山岩压力面的发育规律，确定分离体的形状，再用极限平衡原理计算山岩压力。 (块体极限平衡理论块体极限平衡理论)思路：岩体结构分析思路：岩体结构分析找出洞壁围岩中不稳定的分离体（块体）找出洞壁围岩中不稳定的分离体（块体） （赤平投影法）（赤平投影法）稳定性校核稳定性校核 稳定时，围岩压力为稳定时，围岩压力为0；不稳定时，产生围岩压力。；不稳定时，产生围岩压力。 现在学习的是第37页，共45页岩

30、体结构分析法计算山岩压力示意图岩体结构分析法计算山岩压力示意图现以方形隧洞为例说明地质分析法计算山岩压力。现以方形隧洞为例说明地质分析法计算山岩压力。现在学习的是第38页，共45页隧洞开挖后分离体隧洞开挖后分离体abc位于洞顶，位于洞顶，ab及及ac为切割面，为切割面，bc为临为临空面。这种情况最易形成洞顶坍方。此时山岩压力（空面。这种情况最易形成洞顶坍方。此时山岩压力（P1）在不考）在不考虑虑ab及及ac面上的抗拉强度时，就是分离体面上的抗拉强度时，就是分离体abc的自重（的自重（Q），即：，即：式中：式中：P1洞顶山岩压力；洞顶山岩压力； H分离体高度；分离体高度； B分离体宽度；分离体宽

31、度； 岩体重度。岩体重度。 BHP211现在学习的是第39页，共45页分离体分离体def位于洞壁左侧，位于洞壁左侧，df为临空面；为临空面；de为切割面；为切割面； ef为滑为滑动面。所以计算山岩压力时主要是考虑动面。所以计算山岩压力时主要是考虑ef面的抗滑稳定性，面的抗滑稳定性，而忽略了而忽略了de及及ef面上的抗拉强度和内聚力。根据极限平衡原理可面上的抗拉强度和内聚力。根据极限平衡原理可用下式计算山岩压力（用下式计算山岩压力（P2） 式中：式中：P2洞壁山岩压力；洞壁山岩压力； Q分离体分离体def的岩体自重；的岩体自重； NQ的法向应力；的法向应力； TQ的切向应力；的切向应力； 滑动面

32、滑动面ef的视倾角；的视倾角； 滑动面滑动面ef的内摩擦角。的内摩擦角。 tgcossintg2QQNTP现在学习的是第40页，共45页 分离体分离体ghi与与def情况是相同的，而情况是相同的，而jkl分离体位于洞分离体位于洞底一般不会形成山岩压力。底一般不会形成山岩压力。 若结构面为三组或三组以上，并互相交错切割，则可组成若结构面为三组或三组以上，并互相交错切割，则可组成形式多样的分离体。但计算原理与上述相同，只不过是计算岩形式多样的分离体。但计算原理与上述相同，只不过是计算岩体自重的体积形状复杂化而已。体自重的体积形状复杂化而已。 这种方法适用于块状结构的围岩。这种方法适用于块状结构的围

33、岩。 现在学习的是第41页，共45页第七节第七节 喷锚支护原理及新奥法简介喷锚支护原理及新奥法简介“新奥地利隧道施工法新奥地利隧道施工法”（NATM）法）法，由奥地利学派创始人之一，由奥地利学派创始人之一米勒教授提出的。上世纪米勒教授提出的。上世纪70年代末到年代末到80年代初得到迅速发展，至年代初得到迅速发展，至今可以说所有重点难点的地下工程都离不开今可以说所有重点难点的地下工程都离不开NATM，几乎成为在软弱，几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。 当隧道围岩承载能力不足时，采取高压喷射水泥混凝土和打入岩层中当隧道围岩承载能力不足时，采取高压

34、喷射水泥混凝土和打入岩层中的金属锚杆的的金属锚杆的喷锚联合支护形式喷锚联合支护形式加固岩层，控制围岩变形，最大限度加固岩层，控制围岩变形，最大限度地保护和调动围岩的承载能力地保护和调动围岩的承载能力 。包括三方面的内容：包括三方面的内容：现在学习的是第42页，共45页1 1、支护、支护- -围岩共同作用原理围岩共同作用原理 围岩既是生产支护荷载的主体，又是承受岩层荷载的结构，支围岩既是生产支护荷载的主体，又是承受岩层荷载的结构，支护护- -围岩作为整体相互作用，共同承担围岩压力。摒弃了过去岩体作围岩作为整体相互作用，共同承担围岩压力。摒弃了过去岩体作为对支护结构的荷载采用厚衬砌的传统做法。为对

35、支护结构的荷载采用厚衬砌的传统做法。 围岩压力是变形压力和松动压力的组合，大部分压力围岩压力是变形压力和松动压力的组合，大部分压力( (特别是变形压特别是变形压力力) )由围岩自身承担，只有少部分转移到支护结构上；支护荷由围岩自身承担，只有少部分转移到支护结构上；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；围岩的松动区和围岩内的二次应力状态又与支护结构的性质；围岩的松动区和围岩内的二次应力状态又与支护结构的性质和支护时间有关。和支护时间有关。现在学习的是第43页，共45页2 2、柔性支护观点、柔性支护观点 支护刚度不必太大，当支护做完后，能与岩体一起产生一定的位支护刚度不必太大，当支护做完后，能与岩体一起产生一定的位移，释放部分变形能，但又能使支护足以保持平衡，保持围岩稳定。移，释放部分变形能，但又能使支护足以保持平衡，保持围岩稳定。 柔性支护，尽早支护，既及时封闭围岩，防止风化，又能释柔性支护，尽早支护，既及时封闭围岩，防止风化，又能释放变形能，合理利用围岩与支护共同承担应力调整过程中的所放变形能，合理利用围岩与支护共同承担应力调整过程中的所有作用。有作用。 支护结构为闭合环，支护结构为闭合环，。现在学习的是第44页，共45页感谢大家观看现在学习的是第45页，共45页