《隧道工程 第3版》 课件 第4章 隧道围岩分级及围岩压力.ppt

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2024-07-12 10:44| 来源: 网络整理| 查看: 265

三棱体自重为(4-40)式中h——坑道底部到地面的距离(m);β——破裂面与水平面的夹角(°)。据正弦定理(4-41)(4-39)则作用于HG面上的垂直压力总值Q浅为:将式(4-40)代入式(4-41)可得(4-42)式中l——侧压力系数,按下式计算将式(4-42)代入式(4-39)可求得作用在HG面上的总垂直压力Q浅(4-43)摩阻力不计隧道部分而只计洞顶部分,即在计算中用H代替h,这样式(4-43)可改写为:(4-44)由于W=BtHγ,故(4-45)式中Bt——隧道宽度(m)。换算为作用在支护结构上的均布荷载(图4-9),即(4-46)式中q浅——作用在支护结构上的均布荷载(kN/m2);图4-9浅埋隧道支护结构上的均布荷载hHe21eq浅作用在支护结构两侧的水平侧压力为:(4-47)侧压力视为均布压力时,(4-48)图4-10偏压隧道偏压分布图『4.4.4▎偏压隧道围岩压力计算假定偏压隧道偏压分布图形与地面坡一致(图4-10),则根据式(4-45),隧道垂直压力总值Q为:(4-49)eihhieββθθ1:mTT11hhBaλ、λ′按下式计算内则(4-50)外则(4-51)式中hi、、hi——内、外侧任意一点i至地面的距离(m)。思考题:1.围岩的定义?2.围岩压力定义及分类?3.我国公路隧道规范围岩是怎么分级的?级别与岩性的关系?4.隧道深浅埋怎样确定?岩石的蠕变分为稳定蠕变和不稳定蠕变。图4-4在10Mpa的常应力及常温下几种岩石的典型蠕变曲线软弱岩石的典型蠕变曲线可分为三个阶段。第I阶段(AB段)初始蠕变段:初始应变速率最大,随后则逐渐减小,应变与时间大致呈对数关系,即ε∝lgt;第II阶段(BC段):变形缓慢,应变与时间近于线性关系,也称等速蠕变段或稳定蠕变段;第III阶段(C点以后):应变速率迅速增加,变形无限发展,直致岩石产生破坏,称为加速蠕变段。图4-5软弱岩石典型的蠕变曲线岩石的蠕变受其承受的应力大小影响:同一种岩石,所承受的恒定荷载不同,可能发生稳定蠕变,也可能发生不稳定蠕变。由稳定蠕变向不稳定蠕变的转化,其间必然存在一临界荷载即岩石的长期强度。隧道开挖后围岩变形初始速率最大,以后逐渐减小,应变与时间关系曲线呈上凸形.随着变形速率的递减,围岩的变形越来越小,一般认为,当变形速率小于0.1mm/d时,围岩基本处于稳定状态。——这个未有定论『4.3▎隧道围岩分级『4.3.1▎现行公路隧道围岩分级方法根据规范规定隧道围岩分级的综合评判方法采用两步分级。初步分级—岩石的坚硬程度和岩体完整程度修正—地下水、软弱结构面产状、初始应力状态★共分6级,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ围岩越来越差Kv=(vpm/vpr)2(4-21)若无探测值时,可用岩体体积节理数对应的值。2.岩体的完整程度岩体完整程度的定量指标用岩体完整性系数Kv(岩体弹性纵波速度与岩石纵波速度比值的平方)表达:1.岩石的坚硬程度岩石坚硬程度定量指标用岩石单轴饱和抗压强度Rc表达。Rc一般采用实测值,可采用实测的岩石点荷载强度指数IS(50)来换算。(硬岩30MPa,软岩30MPa)3.围岩基本质量指标围岩基本质量指标[BQ]应根据分级因素的定量指标Rc值和Kv值按下式计算:BQ=90+3Rc+250Kv(4-22)当Rc90Kv+30时,以Rc=90Kv+30和Kv代入式(4-22)计算BQ值;当Kv0.04Rc+0.4时,以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入式(4-22)计算BQ值。当隧道围岩处于高地应力区或围岩稳定性受软弱结构面影响,且由一组起控制作用或有地下水作用时,应对岩体基本质量指标BQ进行修正,修正值[BQ]按下式计算:[BQ]=BQ–100(K1+K2+K3)(4-23)式中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。K1、K2、K3值可分别按表4-10~4-1



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