第六章 地下洞室围岩应力与围岩压力 1 第六章 地下洞室围岩应力 与围岩压力计算 第一节 概述 一、地下洞室的定义与分类 1、定义: 地下洞室(u ndergrou nd cav ity )是指人工开挖或天然存在于岩土体中作为各种用途的地下空间
2、地下洞室的分类 按用途:矿山巷道(井)、交通隧道、水工隧道、地下厂房(仓库)、地下军事工程 按洞壁受压情况:有压洞室、无压洞室 按断面形状:圆形、矩形、城门洞形、椭圆形 按与水平面关系:水平洞室、斜洞、垂直洞室(井) 按介质类型:岩石洞室、土洞 二、洞室围岩的力学问题 (1)围岩应力重分布问题——计算重分布应力 1)天然应力:人类工程活动之前存在于岩体中的应力
又称地应力、初始应力、一次应力等
2)重分布应力:由于工程活动改变了的岩体中的应力
又称二次分布应力等
地下开挖破坏了岩体天然应力的相对平衡状态,洞室周边岩体将向开挖空间松胀变形,使围岩中的应力产生重分布作用,形成新的应力状态,称为重分布应力状态
第六章 地下洞室围岩应力与围岩压力 2 (2 )围岩变形与破坏问题——计算位移、确定破坏范围 在重分布应力作用下,洞室围岩将向洞内变形位移
如果围岩重分布应力超过了岩体的承受能力,围岩将产生破坏
(3 )围岩压力问题——计算围岩压力 围岩变形破坏将给地下洞室的稳定性带来危害,因而,需对围岩进行支护、衬砌,变形破坏的围岩将对支衬结构施加一定的荷载,称为围岩压力(或称山岩压力、地压等)
(4 )有压洞室围岩抗力问题——计算围岩抗力 在有压洞室中,作用有很高的内水压力,并通过衬砌或洞壁传递给围岩,这时围岩将产生一个反力,称为围岩抗力
天然应力,没有工程活动 开挖洞室后的应立场,为重分布应力,与天然应力有所改变 在附近开挖第二个洞室,则视前一个洞室开挖后的应力场为天然应力,第二个洞室开挖后的应力场为重分布应力 第六章 地