14.1 地下工程穩(wěn)定
了解洞室圍巖穩(wěn)定的影響因素及基本理論；熟悉圍巖分類及支護(hù)類型的設(shè)計方法；
14.1 地下工程穩(wěn)定
由巖體力學(xué)可知，在巖體內(nèi)開挖洞室的結(jié)果是破壞了巖體原來平衡狀態(tài)，引起了應(yīng)力的重分布，使圍巖產(chǎn)生了變形。當(dāng)重分布以后的應(yīng)力達(dá)到或超過巖石的強度極，除彈性變形外還將產(chǎn)生較大的塑性變形，如果不阻止這種變形的發(fā)展就會導(dǎo)致圍巖破裂，甚至失穩(wěn)破壞。另外，對于那些被軟弱結(jié)構(gòu)面切割成塊體或極破碎的圍巖，則易于向洞室產(chǎn)生滑落和塌落，使圍巖失穩(wěn)。為了保障洞室的穩(wěn)定安全必須進(jìn)行支護(hù)以阻止圍巖的過大變形和破壞。圍巖作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的力就是圍巖壓力。
由上述可知，圍巖壓力的形成是由于圍巖的過大變形和破壞而引起的。當(dāng)巖石比較堅硬完整時，重分布以后的應(yīng)力一般都在巖石的彈性極限以內(nèi)，圍巖應(yīng)力重分布過程中所產(chǎn)生的彈性變形在開挖過程中就完成了，也就沒有圍巖壓力。若進(jìn)行支護(hù)多是為了防止風(fēng)化作用等。如果巖石的強度比較低，圍巖應(yīng)力重分布過程中不僅產(chǎn)生彈性變形，還產(chǎn)生了較長時間才能完成的塑性變形，支護(hù)的結(jié)果限制了這種變形的繼續(xù)發(fā)展，故而引起了圍巖壓力。顯然，它主要由于開挖洞室后所引起的二次應(yīng)力使圍巖產(chǎn)生了過大的變形所引起的，故稱這種圍巖壓力為形變圍巖壓力。在極其破碎或被裂隙縱橫切割的巖體中，圍巖應(yīng)力極易超過巖體強度，使破碎巖體松動塌落，直接作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上。由塌落巖體的重量引起的壓力，稱塌落圍巖壓力(或松動圍巖壓力)，其本質(zhì)可視為荷載。在實際工作中常常碰到的既不是非常完整的巖石，也不是切割成碎塊的破碎巖石，而是由一些較大的結(jié)構(gòu)面將巖體切割成大的塊體。在這種巖體中開挖洞室，大塊體常產(chǎn)生能向洞內(nèi)塌落或滑動。由塌落或滑動產(chǎn)生圍巖壓力，稱塊體滑落圍巖壓力。其本質(zhì)和塌落圍巖壓力類似，它是大塊滑落巖體的重量(荷載)對支擴結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的壓力。
【例題1】當(dāng)?shù)叵露词宜巼鷰r比較堅硬完整時，重分布以后的應(yīng)力一般都在巖石的彈性極限以內(nèi)，這時作用在支擋結(jié)構(gòu)上的圍巖壓力為( )。
A、由圍巖產(chǎn)生的彈性變形控制；
B、由圍巖產(chǎn)生的塑性變形控制；
C、由塌落巖體的重量控制；
D、零(或沒有圍巖壓力)；
答案：D
【例題2】對于塌落圍巖壓力或塊體滑落圍巖壓力，其實質(zhì)為( )。
A、由圍巖彈性形變引起；
B、由圍巖塑性形變引起；
C、由巖塊之間的摩擦力控制；
D、由塌落或滑落的巖體重量作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的力；
答案：D
由此可知，圍巖壓力的形成和大小與巖石的強度特征和地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征有密切的關(guān)系。不僅如此，它還與洞室的形狀、大小、支護(hù)的剛度、支護(hù)的時間、洞室埋深及施工方法等都有關(guān)系。
對于較堅硬的巖石，一般當(dāng)洞壁圍巖的切向應(yīng)力值小于巖石的允許抗壓、抗拉強度時，則可認(rèn)為洞壁是穩(wěn)定的。反之，則不穩(wěn)定，需要支護(hù)。作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)物上的圍巖壓力大小視其具體情況不同而不同。
對不同原因產(chǎn)生的圍巖壓力采用的計算方法往往不同。對于“形變圍巖壓力”可采用彈、塑性理論；對于“塌落圍巖壓力”可采用松散圍巖的圍巖壓力理論；對于“塊體滑落圍巖壓力”采用塊體極限平衡理論。
【例題3】對于塌落圍巖壓力的計算方法，可采用( )。
A、彈、塑性理論；
B、松散圍巖的圍巖壓力理論；
C、塊體極限平衡理論；
D、以上三者均可；
答案：B
了解洞室圍巖穩(wěn)定的影響因素及基本理論；熟悉圍巖分類及支護(hù)類型的設(shè)計方法；
14.1 地下工程穩(wěn)定
由巖體力學(xué)可知，在巖體內(nèi)開挖洞室的結(jié)果是破壞了巖體原來平衡狀態(tài)，引起了應(yīng)力的重分布，使圍巖產(chǎn)生了變形。當(dāng)重分布以后的應(yīng)力達(dá)到或超過巖石的強度極，除彈性變形外還將產(chǎn)生較大的塑性變形，如果不阻止這種變形的發(fā)展就會導(dǎo)致圍巖破裂，甚至失穩(wěn)破壞。另外，對于那些被軟弱結(jié)構(gòu)面切割成塊體或極破碎的圍巖，則易于向洞室產(chǎn)生滑落和塌落，使圍巖失穩(wěn)。為了保障洞室的穩(wěn)定安全必須進(jìn)行支護(hù)以阻止圍巖的過大變形和破壞。圍巖作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的力就是圍巖壓力。
由上述可知，圍巖壓力的形成是由于圍巖的過大變形和破壞而引起的。當(dāng)巖石比較堅硬完整時，重分布以后的應(yīng)力一般都在巖石的彈性極限以內(nèi)，圍巖應(yīng)力重分布過程中所產(chǎn)生的彈性變形在開挖過程中就完成了，也就沒有圍巖壓力。若進(jìn)行支護(hù)多是為了防止風(fēng)化作用等。如果巖石的強度比較低，圍巖應(yīng)力重分布過程中不僅產(chǎn)生彈性變形，還產(chǎn)生了較長時間才能完成的塑性變形，支護(hù)的結(jié)果限制了這種變形的繼續(xù)發(fā)展，故而引起了圍巖壓力。顯然，它主要由于開挖洞室后所引起的二次應(yīng)力使圍巖產(chǎn)生了過大的變形所引起的，故稱這種圍巖壓力為形變圍巖壓力。在極其破碎或被裂隙縱橫切割的巖體中，圍巖應(yīng)力極易超過巖體強度，使破碎巖體松動塌落，直接作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上。由塌落巖體的重量引起的壓力，稱塌落圍巖壓力(或松動圍巖壓力)，其本質(zhì)可視為荷載。在實際工作中常常碰到的既不是非常完整的巖石，也不是切割成碎塊的破碎巖石，而是由一些較大的結(jié)構(gòu)面將巖體切割成大的塊體。在這種巖體中開挖洞室，大塊體常產(chǎn)生能向洞內(nèi)塌落或滑動。由塌落或滑動產(chǎn)生圍巖壓力，稱塊體滑落圍巖壓力。其本質(zhì)和塌落圍巖壓力類似，它是大塊滑落巖體的重量(荷載)對支擴結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的壓力。
【例題1】當(dāng)?shù)叵露词宜巼鷰r比較堅硬完整時，重分布以后的應(yīng)力一般都在巖石的彈性極限以內(nèi)，這時作用在支擋結(jié)構(gòu)上的圍巖壓力為( )。
A、由圍巖產(chǎn)生的彈性變形控制；
B、由圍巖產(chǎn)生的塑性變形控制；
C、由塌落巖體的重量控制；
D、零(或沒有圍巖壓力)；
答案：D
【例題2】對于塌落圍巖壓力或塊體滑落圍巖壓力，其實質(zhì)為( )。
A、由圍巖彈性形變引起；
B、由圍巖塑性形變引起；
C、由巖塊之間的摩擦力控制；
D、由塌落或滑落的巖體重量作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的力；
答案：D
由此可知，圍巖壓力的形成和大小與巖石的強度特征和地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征有密切的關(guān)系。不僅如此，它還與洞室的形狀、大小、支護(hù)的剛度、支護(hù)的時間、洞室埋深及施工方法等都有關(guān)系。
對于較堅硬的巖石，一般當(dāng)洞壁圍巖的切向應(yīng)力值小于巖石的允許抗壓、抗拉強度時，則可認(rèn)為洞壁是穩(wěn)定的。反之，則不穩(wěn)定，需要支護(hù)。作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)物上的圍巖壓力大小視其具體情況不同而不同。
對不同原因產(chǎn)生的圍巖壓力采用的計算方法往往不同。對于“形變圍巖壓力”可采用彈、塑性理論；對于“塌落圍巖壓力”可采用松散圍巖的圍巖壓力理論；對于“塊體滑落圍巖壓力”采用塊體極限平衡理論。
【例題3】對于塌落圍巖壓力的計算方法，可采用( )。
A、彈、塑性理論；
B、松散圍巖的圍巖壓力理論；
C、塊體極限平衡理論；
D、以上三者均可；
答案：B